緊密柵內(nèi)燃料棒周向傳熱不均勻性研究.pdf

1、由于具有可提高燃料轉(zhuǎn)換比等優(yōu)點(diǎn)，緊密柵結(jié)構(gòu)的燃料元件被廣泛應(yīng)用于一些現(xiàn)有及概念設(shè)計(jì)堆型中。與柵徑比較大的棒束結(jié)構(gòu)相比，緊密柵棒束內(nèi)存在明顯的溫度分布沿周向不均勻性。由于包殼溫度是反應(yīng)堆熱工設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，有必要對(duì)緊密柵棒束內(nèi)換熱沿周向分布的規(guī)律特點(diǎn)進(jìn)行研究，并開發(fā)可以對(duì)燃料棒內(nèi)溫度沿周向分布的情況進(jìn)行預(yù)測(cè)的計(jì)算工具。
　　在對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，本文對(duì)棒束內(nèi)周向傳熱不均勻性這一現(xiàn)象的研究路線可概括為：建立針對(duì)該現(xiàn)象

2、的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行理論分析——在理論分析的基礎(chǔ)上歸納影響該現(xiàn)象的無量綱數(shù)——以 CFD方法對(duì)不同工況進(jìn)行參數(shù)分析——確定描述傳熱沿周向不均勻性的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式——建立三維的燃料棒模型，將周向?qū)崮Ｐ鸵胱油ǖ莱绦颉?br>　　論文的工作主要包括以下幾方面：（1）在一定假設(shè)和簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上，從基本守恒方程出發(fā)求解棒束內(nèi)溫度分布的半解析解；（2）推導(dǎo)影響棒束內(nèi)溫度分布的無量綱數(shù)，以此為基礎(chǔ)并結(jié)合半解析解的形式提出了局部換熱系數(shù)沿包殼表面分布的經(jīng)驗(yàn)關(guān)

3、系式的基本形式，并通過 CFD計(jì)算確定經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式中的待定系數(shù)；（3）采用上述經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式作為邊界條件，開發(fā)了子通道程序的非均勻燃料模型，并將其應(yīng)用于不同堆型的子通道分析中。
　　本文的主要結(jié)論為：（1）對(duì)于流體為常物性的情況，局部換熱系數(shù)和包殼溫度沿周向的分布近似于余弦分布，子通道內(nèi)窄縫附近的溫度要高于中心區(qū)域的溫度；（2）局部換熱系數(shù)的分布受柵徑比的影響較大，由于包殼對(duì)于周向溫度展平的重要性，包殼與流體導(dǎo)熱系數(shù)之比對(duì)換熱系數(shù)的分布