摘要：采用壁面热分配模型对PSBT基准题中的5×5均匀加热全长棒束过冷沸腾传热进行了数值模拟研究,分析了均匀加热全长棒束通道中不同子通道和加热元件表面参数沿轴向的发展过程和径向的分布特性。研究发现,角通道和边通道是弱对流区域,其质量流速低于棒束平均值,但由于冷棒功率偏低,消除了流动不均衡性对传热效果的影响。在棒束径向方向,不同位置子通道间参数场存在差异,这是由于位于搅混格架横向导流对角方向的通道具有更有效的通道间对流效果,其传热效果更好。这种流动特性引起的参数差异在角通道中尤为显著。热棒表面过热度明显高于冷棒过热度,且位于非搅混格架横向导流方向的热棒具有更高的壁面过热度。

摘要：压水堆燃料组件结构采用正方形排列的棒束形式,本文采用计算流体力学(CFD)方法对5×5全长棒束中过冷沸腾传条件下的均匀轴向功率分布(U-APD)和非均匀轴向功率分布(Non-U-APD)工况进行了热工水力性能对比分析。分析结果表明,所采用的壁面沸腾模型、相间作用力界面力模型和气泡尺寸分布模型能够较好地预测5×5全长棒束组件通道过冷沸腾工况的传热过程。通过对比发现Non-U-APD工况下,棒束通道内平均空泡份额起始点较均匀加热工况提前,增长速度较U-APD工况更快。在子通道平均值方面,Non-U-APD工况下角通道末端平均空泡份额要高于U-APD工况,而中心通道基本相同。Non-U-APD工况下,在第5个和第6个搅混格架(MVG)下游,文中所分析的角通道和中心通道的液相质量流速逐渐低于U-APD工况。

摘要：在压水堆堆芯热工水力研发中,需要对燃料组件中可能出现的过冷沸腾传热工况开展研究,一方面为核热耦合特性提供输入,另外也为燃料组件中的偏离泡核沸腾(DNB)现象研究与确认提供进一步数据。本文采用计算流体力学(CFD)方法对压水堆燃料组件中的过冷沸腾工况进行了预测,以确认CFD对压水堆燃料组件热工水力研究关注的宽范围热工参数、全长棒束规模下过冷沸腾工况的预测能力。计算基于两流体模型框架,采用壁面热分配模型预测沸腾过程中的汽相生成量,考虑了相间作用力及气泡分裂/合并过程。研究对象为PSBT基准题中的5×5均匀加热全长棒束,通过对比3个不同高度的中心4个子通道平均空泡份额预测值与实验测量值,确定计算模型及方法的准确性。计算工况参数范围为:压力4.79~16.59 MPa、质量流速555~4194 kg/(m^(2)·s)、入口过冷度17.5~117.2 K、测点处热平衡含汽率-0.15~0.14。通过对比222个测量点数据,有51%数据点的预测偏差在实验测量误差范围内(±0.04),88%数据点的预测偏差在2倍实验测量误差(±0.08)范围内,证明了CFD方法在较宽热工参数范围内5×5均匀加热全长棒束中过冷沸腾工况的预测能力和准确性。