压水堆下腔室水力特性数值研究

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研究冷却剂在反应堆中的流动特性与换热特性是反应堆安全的一项重要课题。作为反应堆重要组成部分的下腔室,承担着包容冷却剂、分配堆芯冷却剂流量等功能。对于堆芯而言,其水力特性决定其换热性能。反应堆下腔室与堆芯连接在一起,对堆芯起着流量分配的作用,因此下腔室内流体的流动间接影响堆芯的换热。在反应堆结构设计与热工水力设计中,反应堆下腔室流场的计算与分析是一项关键性课题。为了分析压水堆下腔室的水力特性,本文以流体计算软件FLUENT为工具,以秦山二期压水堆电站作为研究对象,对其下腔室进行了数值模拟。在下腔室计算过程中,建立了相关的几何模型,并且对几何模型进行网格划分;湍流模型主要采用了标准k–ε模型、Realizable k–ε模型、S k–ω模型三种进行模拟计算。通过计算最终获得了采用三种不同湍流模型时下腔室的压力场与流场分布,并且对三种不同湍流模型所求得结果进行了对比。结果表明:三种模型所求得的流场与压力场分布趋势基本一致;下腔室出口速度分布满足从中心至边缘依次递减的的规律;下腔室所受最大压力主要出现在两块支撑块及其附近壁面处。本文所获得的研究成果可为核电厂的设计,优化和运行管理提供指导。
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