带格架5×5燃料棒束流致振动特性数值研究

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横摇运动下铅铋回路热工水力特性数值研究

横摇运动下铅铋回路热工水力特性数值研究
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了海洋运动条件下的铅铋反应堆瞬态分析系统 程序并采用 \&=32-研 究 了 海 洋 运 动 下 铅 铋 合 金在圆管内 的 流 动 传 热 特 性% 高 璞 珍 等 通 ,?A!过 理 论 分 析!研 究 了 海 洋 条 件 对 自 然 循 环 及 强 迫循环的影响并对比了倾斜状态下两者的区 别%黄振等 研 ,#- 究了横摇运动下流体的流 动 和 传热特性!并 对 传 热 影 响 的 机 理 进 行 了 分 析% 伊思 友 通 ,"- 过 ]3&8W! 和 \&=32-耦 合 平 台!研 究了海洋条件下棒束通道内的流动及传热特 性%刘建昌等,C-$连强 等 基 ,B- 于 ]3&8W! 研 究 了 运动条件下两环路的热工水力特性以及并联双 通道的 流 动 不 稳 定 性% 魏 列,>*-通 过 多 尺 度 耦 合 的 方 法!分 析 了 海 洋 运 动 对 自 然 循 环 特 性 的 影响并分析了运动条件下通道内的流动与传热 特性%_825等 用 ,>>- Q\R 方 法 分 析 了 横 摇 运 动下 自 然 循 环 系 统 内 的 流 动 与 传 热 特 性% 陈冲 和 ,>)- 贾 辉 等 开 ,>+A>?- 展 了 单 相 流 阻 特 性 和 自然循环流动及传热特性的实验研究%目前对

管壳式换热器管束流致振动实例分析

管壳式换热器管束流致振动实例分析

管壳式换热器管束流致振动实例分析矫明【摘要】Elaborate the vibration mechanism induced by shell and tube heat exchanger tube bundle flow . Based on the Xist and Xvib modules of the HTRI software ,analyze and study the examples of vibration induced by shell and tube heat exchanger tube flow , and compare the advantages , disadvantages and adaptability between the HTRI‐Xist and HTRI‐Xvib analysis .%阐述管壳式换热器管束流致振动的机理,基于HTRI软件的Xist和Xvib模块,进行管壳式换热器管束流致振动实例的分析与研究,并比较了HTRI‐Xist与HTRI‐Xvib分析方法的优缺点及适应性。

【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】4页(P80-83)【关键词】管壳式换热器;振动机理;管束振动分析;HTRI-Xist;HTRI-Xvib【作者】矫明【作者单位】上海核工程研究设计院,上海 200233【正文语种】中文【中图分类】TQ051.5流致振动会引起换热器的额外压力损失、噪声和传热元件的破坏,迄今国内外的大型换热器因振动而导致破坏的实例屡见不鲜,破坏程度十分惊人,已经引起世界各国的普遍重视。

目前,管壳式换热器管束的流致振动问题,已经成为换热器设计人员需要重点考虑的问题之一。

现就流致振动机理进行初步探讨,并结合工程实践,基于HTRI软件,对设计过程中管束流致振动分析方法进行研究。

1 管壳式换热器管束流致振动机理管壳式换热器内流体的运动十分复杂,有管束上的横向流、轴向流、旁通流等;管束两端的进出口有滞留区。

第四章 AP1000反应堆结构设计(杜圣华)

第四章  AP1000反应堆结构设计(杜圣华)
启动和停堆,调节反应堆的功率,抑制氙振荡。在事故 工况下快速下插,短时期内紧急停堆,以保证反应堆安 全。
设计准则: 中子吸收体最高中心温度低于熔点,棒表面不发生 体积沸腾 棒包壳在压力,高温下必须自立 控制棒包壳长期使用不发生蠕变坍塌 棒内气体压力低于冷却剂工作压力
控制组件在规定步跃及快插次数下应保持完整性 控制棒及导向管水力缓冲应吸收其能量,减少对导 向管冲击力 控制组件必须具有互换性,并在抽插过程中抽插力 在设计限值内 在事故工况下控制组件所产生的变形,不影响反应 堆的紧急停堆功能
图4.1.5 控制棒组件

4.1.6

4.1.7
表4.4控制组件参数:
每束控制棒数 吸收体下部材料
外径 长度 上部材料 外径 长度 包壳材料 包壳厚度 棒外径
黑体棒 24
Ag-In-Cd 8.53mm 1500mm B10(19.9%) 8.53mm 2610mm 304不锈钢
0.47 9.68
表4.1 国外四种型号高性能燃料组件参数比较
项目
类型
几何尺寸:
栅元排列
燃料棒直径mm
燃料棒数
中子测量管数
导向管数
棒栅元距cm
组件间距cm
组件边长cm
芯块直径mm
芯块高度mm
燃料棒长度cm
结构材料:
包壳材料
导向管材料 定位格架材料 搅混格架材料 端部格架材料 上、下管座材料
AFA-3G
17×17 9.5 ×0.57
包壳周向弹性加塑性拉伸应变不超过1% 燃料棒包壳累积应变疲劳因子低于设计应变疲劳 寿命 包壳均匀腐蚀深度或磨蚀深度小于包壳壁厚的 10% 燃料组件承受I、II类工况下流体引起振动,压力 波动流动不稳定引起作用 燃料组件为控制棒提供通道,缓冲和冲击 燃料组件为容纳相关组件并提供足够冷却 燃料组件在堆内能承受横向和轴向载荷,其变形 在限值之内不发生失稳

CAP1400

CAP1400

CAP1400堆内构件流致振动试验件设计和测点布置研究*黄 磊,丁宗华,薛国宏(上海核工程研究设计院,上海 200233)摘 要:CAP1400反应堆堆内构件为原型堆内构件,根据RG1.20‘预运行和初始启动试验期间堆内构件综合评估大纲“[1]的要求,有必要对堆内构件进行流致振动模拟试验,即进行CAP1400堆内构件流致振动模拟试验研究项目,以验证堆内构件的流致振动水平在可接受范围内㊂试验件的设计及测点布置应充分考虑试验数据的准确性㊁制造的工艺性及测点的可达性,在此基础上真实反映CAP1400堆内构件流致振动情况㊂关键词:堆内构件;流致振动;试验件;测点中图分类号:TL375.5 文献标志码:A 文章编号:1007-4414(2015)03-0077-03Design of CAP1400RVI Flow-Induced Vibration Simulation Test Model and Measure Point ArrangementHUANG Lei,DING Zong-hua,XUE Guo-hong(Shanghai Nuclear Engineering Research&Design Institute,Shanghai 200233,China) Abstract:CAP1400reactor vessel internals(RVI)is defined as a"prototype",and it is necessary to carry out the RVI flow -induced vibration simulation test to confirm the flow-induced vibration is acceptable.The design of test model and measure point arrangement should insure the test data is accurate,and make appropriate simplification to meet the requirments of man⁃ufacturing and installation.Key words:reactor internals;flow-induced vibration;test model;measure point0 引 言反应堆堆内构件是反应堆主冷却剂系统中的重要设备㊂其主要功能是支承堆芯,为堆芯和控制棒提供定位㊁支承㊁导向和保护㊂堆内构件的结构比较复杂,各关键零㊁部件的可靠设计是反应堆安全运行的重要前提㊂CAP1400堆内构件设计应遵照RG1.20‘预运行和初始启动试验期间堆内构件振动综合评价大纲“的要求,对原型堆内构件 采用计算流体动力学(CFD)分析加上补充分析来确定其流体激励力函数和反应(位移㊁加速度和应力等),并加以验证,验证方法如以往的试验㊁经验或比例模型试验,同时包括有关数据的不确定性㊂”因此CAP1400堆内构件进行流致振动模拟试验是非常必要的,该试验研究项目作为CAP1400六大试验课题之一,其对堆内构件流致振动情况的分析㊁研究与验证对于CAP1400的合理设计与安全运行有重要的意义㊂堆内构件流致振动模拟试验试验件(以下简称:试验件)的设计内容包括堆内构件㊁压力容器㊁燃料组件模拟体及相关支承结构,与实堆相比采用1/6的缩比模型进行设计制造㊂综合考虑试验件制造工艺㊁传感器安装以及试验成本等影响因素,需对试验件结构进行必要且合理的简化与优化,这些简化与优化都是基于充分的理论论证与分析计算基础上的,以准确模拟实堆,不影响所测数据为目标,确保试验件造得出,试验做得到,数据测得准㊂1 相似性准则堆内构件流致振动模拟试验在核动力院进行,试验件由上海第一机床厂负责制造㊂综合分析与考量试验需求㊁试验回路容积及试验件制造工艺性,确定采用1∶6的缩比模型㊂比例模型测得的试验数据应可基于相似关系换算到实堆㊂一般要求试验件与实堆满足几何相似㊁运动相似和动力相似㊂由于实堆内冷却剂进出口温差小,压力高,密度变化小,可当作稳定不可压缩流动㊂在试验条件与实堆的流体密度㊁流体流速相同的条件下,相似准则要求试验和实堆流动的雷诺数(R e)相等,但模型试验要做到雷诺数相等是比较困难的㊂研究发现存在 自模区”,即当流体雷诺数R e数进入105~107自模区时,雷诺数R e的变化对流动阻力系数Eu没有明显的影响,因此应保证堆内构件流致振动模拟试验在 自模区”条件下进行㊂堆内构件结构的固体质点振动位移很小,根据固体动力学方程可以得到以下相似关系:㊃77㊃*收稿日期:2015-04-30基金项目:国家科技重大专项 大型先进压水堆核电站重大专项(编号:2010ZX06002)作者简介:黄 磊(1982-),男,上海人,工程师,硕士,主要从事反应堆主设备设计方面的工作㊂(1)表征固体的弹性力和非定常运动惯性力比值:ρ㊃l 2㊃f 2E (1)(2)表征固体非定常运动惯性力和质量力比值: u ㊃f 2g(2)(3)表征固体弹性应力和应变比值: σE ㊃ε(3)(4)表征固体应变与振幅比值: ε㊃l u (4)固体和流体之间的边界法向速度和法向应力的连续条件,可得以下相似关系: V u ㊃f (5) E ㊃u p ㊃l(6)式中:f 为频率;l 为几何尺寸;V 为流体速度;ρ为金属密度;p 为流体脉动压力;E 为金属弹性模量;u 为振幅;ε为应变;σ为应力㊂因此,当试验件与实堆材料相近(即材料的E ㊁ρ相同)㊂可得以下关系:f m ㊃l m =f p ㊃l p (7)f m ㊃u m =f p ㊃u p(8)式中:m 表示试验件,p 表示实堆㊂当试验件与实堆尺寸比例为l m /l p =1/6时,实堆振动频率为试验件频率的1/6,实堆振幅为试验件振幅的6倍,实堆应力与试验件一致㊂因此,可通过试验数据根据相似准则,换算获得实堆的流致振动情况㊂2 试验件设计试验件主要由上部堆内构件㊁下部堆内构件㊁燃料组件模拟体以及压力容器等结构组成,如图1㊂图1 试验件模型2.1 上部堆内构件上部堆内构件主要包括导向筒组件㊁支承柱组件㊁上部支承板组件和堆芯上板,如图2所示㊂图2 上部堆内构件模型 由于导向筒组件结构复杂㊁数量众多,因此对试验件进行了必要的简化设计㊂仅对布置了测点的压力容器出口接管处的两根导向筒进行了较为严格的尺寸缩比设计,而其他的导向筒则在结构上做了简化,简化后的导向筒仍要保证满足刚度㊁质量的相似关系㊂上部支承板与堆芯上板主要的结构尺寸严格按缩比设计,并保证开孔的流通面积满足相似关系㊂2.2 下部堆内构件下部堆内构件主要包括吊篮筒体组件㊁堆芯围筒组件㊁防断组件㊁均流板与辐照监督管支架,如图3㊂图3 下部堆内构件模型 吊篮筒体是研究的重点,严格按缩比设计,其中堆芯支承下板因需配合燃料组件模拟体的安装,在保证总的流通面积满足相似要求的基础上,对流水孔的布置进行了调整㊂堆芯围筒组件为整体焊接件,严格按缩比后的制造难度很大,焊接变形很难控制,因此在主要外形尺寸满足缩比的条件下,对堆芯围筒组件的结构进行简化设计,在满足制造工艺性的同时,保证试验件的质量与刚度满足相似关系㊂试验件的防断组件与辐照监督管支架对内部结构进行了简化,满足质量与刚度的相似关系㊂均流板为CAP1400的全新设计,是试验研究重点㊂其结构尺寸严格按缩比设计㊂由于试验中将对均流板与导流围板等导流结构进行替换,因此,对均㊃87㊃流板的连接方式做了优化设计,便于试验中的拆装㊂2.3 燃料组件模拟体燃料组件不是堆内构件流致振动的研究重点,且根据以往经验,不会对堆内构件的流致振动带来较大影响,因此简化设计为模拟体㊂模拟体由钢与铅两种材料构成,以保证总体质量与流通面积满足相似关系㊂为便于安装,设置燃料组件辅助定位板㊂如图4㊂图4 燃料组件模拟体模型2.4 压力容器压力容器由顶盖组件㊁进口管㊁出口管㊁筒身段㊁底封头等结构组成,如图5所示㊂图5 压力容器模型 压力容器的主要内部结构尺寸与壁厚严格按缩比进行设计㊂考虑到试验件的安装以及试验中均流板等结构的替换,底封头与筒身段采用螺栓连接㊂底封头与导流围板的连接也采用了螺栓连接,以便于试验中的拆装㊂此外,在压力容器多处开设观察窗,以实现试验中的观测及激光测量㊂3 试验件测点布置试验研究主要包含两部分,一是测量试验件主要部件在空气中和静水中的固有频率和振型,二是测量不同运行工况下试验件主要部件的流致振动响应,包括加速度㊁位移㊁应变及脉动压力㊂为保证试验数据的完整性和可靠性,试验件主要部件上的测点布置需要进行合理地布置㊂以下对流致振动试验介绍测点的布置及相关论证㊂3.1 上部堆内构件对于上部堆内构件,流致振动模拟试验主要关注导向筒㊁支承柱和上部支承板组件的振动响应及脉动压力值,尤其是下部导向筒的流致振动响应㊂需在出口接管中心位置测量导向筒上的脉动压力,获得下部导向筒结构的流致振动载荷,同时通过位移及应变测量导向筒的流致振动响应㊂由于流致振动下结构应变或位移响应较小,因此应变片需要安置在响应值较大的位置㊂支承柱及下部导向筒流致振动下的响应主要是1阶梁型振动,最大应变在两端根部位置,最大位移及脉动压力在中间位置㊂上部支承板的流致振动响应根据经验相对较小,因此仅需在法兰根部位置布置传感器㊂3.2 吊篮筒体及堆芯围筒组件吊篮筒体与堆芯围筒均有梁型和壳型模态,流致振动载荷下需要测量两者间的水平相对位移以及吊篮组件整体摆动的位移,吊篮最大应力值位于吊篮法兰根部位置,需布置相应数量的应变片㊂另外,吊篮外壁面上的脉动压力分布是研究吊篮流致振动载荷的关键数据,需要充分布置脉动压力测点,以用于载荷分析研究㊂3.3 防断组件防断组件位于流场复杂的下腔室,水流流速也较大,因此在关键测量位置需布置足够的传感器,保证数据的完整性㊂防断组件及其支承柱流致振动下的响应主要以整体摆动为主,与堆芯支承下板连接的支承柱法兰下方的应变值最大,而涡流抑制板和防断底板则是响应位移量最大,需布置相应数量的应变片及加速度传感器㊂3.4 导流结构试验采用了两种导流结构,分别是均流板和导流围板㊂均流板的结构刚度较大,流致振动下产生的应变较小而脉动压力较大㊂导流围板位于下封头凸缘上,处于下降环腔和下封头的交界处,该处流场复杂且流速快,导流围板与压力容器连接处的根部位置上会有较大的流致振动,且结构上会有较大的压力脉动载荷㊂因此,在导流围板结构与压力容器连接位置的根部布置相应数量的应变片,同时在迎流方向布置压力传感器㊂3.5 压力容器压力容器与试验回路相连,堆内构件流致振动一部分是由于压力容器的振动而产生,因此需要了解压力容器结构的自身振动情况㊂试验时在压力容器的关键位置上布置相应数量的加速度传感器㊂压力容器上的力传感器是为测量与径向支承键的碰撞力㊂4 结 语 试验件设计与测点布置的原则是不影响所测重(下转第82页)㊃97㊃图5 油箱小车结构1.油泵2.油箱体(主㊁副油箱)3.可转动脚轮4.固定脚轮5.挡油板6.过滤网7.抽油管8.淋油管9.小车推杆10.回油管(与外桶连接) 主油箱用于回收脱油桶甩出的油液,挡油板用于阻挡沉淀杂质,经过滤网过滤后,流回副油箱,通过油泵将油液重新利用㊂可以在一定程度上降低油液的浪费㊂为了便于维修,油泵和过滤网等部件都可方便拆卸清洗㊁维修㊂3 脱油机的电气控制原理脱油机是利用电动机经皮带轮带动脱油桶高速旋转来实现工件脱油处理的目的㊂3.1 电机的选配根据转速设计的要求,选用交流380V㊁50Hz,功率2.2kW,转速1410r /min 的电磁制动三相异步电机,通过皮带轮1∶2的传动比,可达到脱油桶的转速要求㊂为了避免脱油桶在工作结束后,不能及时停止旋转,选用带有电磁制动原理的电机,能保证在脱油机断电后10s 内完成制动停车,并且能保证在不通电的情况下实现自锁,不会因外力作用随意旋转㊂这样既可提高脱油机的工作效率,又可保证操作的安全性㊂3.2 脱油机的时间控制脱油机在生产工作当中,为了提高工作效率,完成工件每次的脱油处理,时间必须是可调的㊂因此,在脱油机的电器控制系统中增加了时间继电器(即定时器)可以实现时间设置功能,所选时间继电器的最大延时时间为360s,操作者可以根据最佳脱油效果的时间进行设定㊂4 生产应用2012年6月为某粉末冶金有限责任公司设计了一台针对同步器锥环产品淋油防锈处理的脱油机,通过在淋油车间一个月的生产试运行,很大程度上解决了车间油液浪费和污染问题,根据防锈油使用记录,平均每天可节约用油1L 左右㊂同时简化了淋油防锈工艺,提高了工作效率,降低了人工成本,在使用之前,淋油防锈处理工艺需要2~3人来完成;使用后,只需1人就可完成淋油防锈处理的整个过程㊂由于金属制品的防锈处理,对防锈油层的厚度有一定的要求,因此,经脱油机脱油处理后的产品,表面油层厚度经过检测符合企业封装要求㊂5 结 语由于脱油机的投入使用,使企业的生产效率得到了很大提高,同时节约了生产成本,降低了人工成本㊂在满足企业产品质量标准要求的前提下,减少了浪费,并在很大程度上解决了生产环境污染问题,极大地改善了劳动者的生产操作环境㊂既顺应了企业文明生产要求,又提高了生产管理水平㊂参考文献:[1] 毛志强.粉末冶金零件在汽车上的应用[J].粉末冶金工业,2003,13(1):8-11.[2] 王鸿灏.铁基粉末冶金制品发黑处理新工艺[J].粉末冶金工业,1996,6(3):33-34.[3] 司朝霞,方 景,陈 刚.铁基粉末冶金件的防锈措施研究[J].热加工工艺,2007,36(24): 71-72.(上接第79页)要数据的准确性㊂必要的简化设计都是在保证制造与安装的基础上,进行了充分的理论分析与计算论证㊂另外,试验件的设计还设置了一些调整环节,如压紧弹性环的变形量调节,径向支承键的接触情况调节,旁流流量的调节等,以通过一次试验,获取更多珍贵的试验数据㊂根据已经开展的试验情况及所获得的数据分析,证明了试验件设计及测点布置的合理性,可用于反映和评估CAP1400堆内构件流致振动情况㊂作为六大试验课题之一,试验项目的成功进行也为CAP1400的最终设计完成提供了有力的支撑㊂该试验件也可为其他堆内构件流致振动模拟试验件的设计提供参考㊂参考文献:[1] U.S.Nuclear Regulatory Commission (NRC)Regulatory Guide 1.20,Rev.2[C].Comprehensive Vibration Assessment Program for Reactor Internals during the Preoperational and Initial Startup Tes⁃ting,1976.㊃28㊃。

流道结构对超临界二氧化碳传热特性的影响研究

流道结构对超临界二氧化碳传热特性的影响研究

! ! 超 临 界 二 氧 化 碳$?AB*%是 能 源 动 力 系 统 中 最 有 前 景 的 传 热 和 能 量 转 换 工 质 之 一 !在 工 业 系 统中得到了越来越广泛的应用"在核能发电领 域!?AB* 气冷快堆是国内外的研究热点!这一系 统采用 ?AB* 作 为 一 回 路 冷 却 剂 吸 收 燃 料 元 件 的 裂 变 热 !流 出 反 应 堆 压 力 容 器 后 直 接 进 入 汽 轮 机做功*7@*+"相较于传统压水堆!?AB* 气冷快堆 体 积 小 -系 统 简 单 -热 效 率 高 !同 时 易 于 实 现 模 块 化!可大幅降低核电厂建造成本"
收 稿 日 期 *2*9@2I@7I.修 回 日 期 *2*9@2:@7: 基 金 项 目 国 家 自 然 科 学 基 金 $77-2I2I:!7*72I72*%.中 央 高 校 基 本 科 研 业 务 基 金 $*2*9F?2I9% ( 通 信 作 者 王 ! 汉
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堆芯燃料组件内 ?AB* 的 流 动 与 传 热 行 为 是反应堆热工水力设计中十分关注的问题"燃 料组件一般由若干燃料棒按一定的设计方式排 列 !形 成 大 规 模 棒 束 结 构 " 但 是 在 实 际 研 究 中 ! 特 别 是 在 实 验 研 究 方 面!研 究 人 员 经 常 针 对 圆 管 -方 管 -环 形 通 道 等 简 单 通 道 开 展 超 临 界 流 体 的 传 热 特 性 实 验 测 量!获 得 壁 面 温 度 和 传 热 系 数的变化规律!验 证 或 建 立 传 热 关 系 式"F#S& 等 对 *9+ 超临界压力下氟利昂在圆管-9棒束 和 : 棒 束 内 的 传 热 特 性 进 行 了 实 验 研 究!发 现 在 相

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!第!"卷增刊原子能科学技术#$%&!"!’())%&!*++!年"月,-$./0123456’0/3203728930:2$%$56;(%6*++!626=O 及其它高性能燃料组件杨晓东"宜宾核燃料元件厂技术处!四川宜宾!B >>+++#摘要!文章着重介绍了国际上大规模入堆的高性能,],!S 燃料组件的设计特点和制造特点$L 34K $4.7203g 组件的设计特点及目前正开发的其它高性能燃料组件%介绍了高性能燃料组件的使用现状!并对我国压水堆高性能燃料的发展提出了一些建议%关键词!燃料组件&骨架&燃料棒&管座&格架中图分类号!9?!@*&<文献标识码!,文章编号!<+++A B C !<"*++!#’+A ++<@A +B626=O$)5F .’"%*"#+,)#(/P +,’0"%/(%D $)&"23"46##"D 74+"#f ,W S R /7$A 8$25"5#6#%-*./"017*"/2/"8"%)9/0%)!5#6#%B >>+++!34#%0#67#.%$&.’9:3)7)34)43H 32-H K 37-(43H $K :/5:)34K $4.7203K (3%7H H 3.I %/3H H (0:7H,],!S728L 34K $4.7203g O :/0:743(2834O 76$K83J 3%$)/250(4432-%6/2J /3O H$K83H /52728.72(K 70-(43O :/%38/H 0(H H /25$2-:37))%/07-/$2H -7-(H $K H (0:K (3%7H H 3.I %/3H !7285/J 3H H $.3$)/2/$2H $2-:3:/5:)34K $4.7203K (3%7H H 3.I %/3H K $4LM N H /2F :/27&8"9:(%5#’K (3%7H H 3.I %6&H [3%3-$2&K (3%4$8&2$^^%3&54/8收稿日期!*++!A +<A *+&修回日期!*++!A +!A !<作者简介!杨晓东"<C B C (#!男!四川阆中人!高级工程师!在读硕士研究生!材料科学专业!!目前!世界上各主要商业核电站均以提高燃耗和核电经济效益作为营运目标%面对用户对未来燃料的需求!世界各主要的核燃料公司积极开发新型高性能燃料组件!它们的特点)<*如下’<#长循环!循环长度为<=个月或*>个月&*#高燃耗!组件批运行燃耗"以金属E 计!全文同#达到@@SM +8,-!甚至更高&!#高可靠性$安全性!每一循环中的冷却剂活性小于+&+<=@S Y \,-!实现燃料棒零破损!且在整个寿期内不发生影响运行和燃料吊装的弯曲变形&>#运行的灵活性!主要是循环长度具有灵活性!避免用电高峰时进行大修&@#减少乏燃料贮存量&B #延长电厂寿命!采用低泄漏燃料管理&"#降低燃料制造成本%,],!S "简称!S #正是适应这些需要的,],新型燃料组件!是目前世界上投入商业运行的高性能燃料组件之一%!S 包括了,],*S "简称*S #所有技术上的优点并进一步发展"图<7!外形尺寸与*S 相容#!法国安全当局批准的批平均燃耗为>"SM +8,-!但实际上!!S 燃料组件可承受燃耗为B +SM +8,-%;!626=O 燃料组件;&;!设计特点相对于*S 燃料组件!!S 在设计上有如下特点!<"提高燃料组件的燃耗#为此#相应提高燃料棒E Q*芯块的富集度!燃料管理方案为B=组组件换料时#E Q*芯块*!@E富集度为>&>@T!除E Q*芯块富集度变化外#燃料芯块无变化!*"燃料棒的改进!为达到高卸料燃耗#燃料包壳必须在很高的辐照水平下仍保持其机械完整性#并具有安全裕量!燃料包壳采用P@合金#它是含<TW I$+&<!TQ的锆合金#其包壳管采用特殊的轧制工艺和@=+b中间和最终退火温度#形成<++T再结晶#等轴的晶粒#晶粒尺寸约为!"@!.#第二相粒子(W I尺寸为@+2.#V4%W I]3"*尺寸为<++"*++2.#均匀化弥散于基体内#形成热力学稳定的结构#从而使它具有良好的性能&*’!与优化低锡V4A>合金相比#P@合金包壳抗腐蚀性能增加了!倍#氢化降低B倍#辐照生长降低*倍#包壳管蠕变降低!倍#试验燃料棒的最高燃耗超过"+SM(8)-!燃料棒加长<@&B..#气腔长度增加约<+T#充氦压力由!&<P L7变为*&+ P L7!燃料棒内腔留有足够的空间供燃料芯块生长和容纳裂变气体!燃料组件两端留有足够的空间供燃料棒在高燃耗下生长而不致与上$下管座发生干涉!此外#燃料棒端塞的设计优化更易拉棒!!"采用再结晶优化的V4A>合金变径管即PQ W Q Y?Q F9P型导向管#将*S的导向管加大$加厚#增强缓冲段#外径上下段相同!这些改进增加了燃料组件结构刚度和强度#在缓冲段控制棒与导向管之间的摩擦降低了<倍#从而确保了控制棒落棒时间和末速度要求!>"采用中间搅混格架%P’PS"#除了原有的=个结构格架外#在组件功率密度最大的>$ @$B跨间增加了!个带搅混翼的中间搅混格架%P’P S"#从而增加偏离泡核沸腾%X W Y"裕量!提高反应堆运行裕量#并为新的堆芯装载方式提供了附加灵活性!条带材料由消除应力的V4A>合金变为再结晶的V4A>合金!@"采用9N,L L1N9P型防碎屑装置和低压降的上$下管座!根反应堆运行经验的反馈#在!S上采用了9N,L L1N9P防屑装置#对大于!&!..的碎屑具有<++T的有效阻挡作用!此外#下管座与防屑内部加强筋条形成的空腔可防止碎屑逃出管座#避免进入组件间空隙!!S的上管座匹配板厚度减少*&<@..#总高度下降了*&@@..%不包括压紧弹簧高度"#以减少压降*流水孔的改变可降低水阻力B T*压紧板弹簧力的减小可减少组件轴向压紧力和在堆内可能的变形!下管座变矮#以减少压降*孔系变化#使得水阻力降低*+T*防碎屑装置加在匹配板上面#厚度由+&>>..增至!&++ ..#材料由因科镍"<=改为,*=B钢!B"采用含钆可燃毒物燃料棒!高燃耗必须采用更高富集度的E Q*燃料!在!S组件内设置了S8可燃毒物棒#以平衡核反应性!这种S8*Q!A E Q*芯块的钆含量最高为<+T!一次换料约需<+++根棒!;&<!制造特点<"P@合金包壳管的焊接!P@合金的电子束$氩弧焊接是一技术难点&!’!宜宾核燃料元件厂%f]L"在引进!S制造技术时#法玛通专家曾反复强调P@合金焊接的腐蚀问题#尤其是焊接过程中清洁度要求极高!*"PQ W Q Y?Q F9P导向管与格架的电阻点焊是!S组件制造上的重要特点!由于该导向管是变径的#厚壁的导向管与格架点焊比较困难#点焊后熔合区的熔核不规则!!"!S骨架的导向管与螺纹套管连接方式改为胀接#是组件制造上又一特点!胀接平面度$胀形鼓包的位置$胀接变形量和胀接后骨架的长度直接影响骨架的最终产品质量!>"!S下管座的制造#由焊接件改为整体机械加工件#以减少变形量!它的难点在于合理地安排机加工工序#以保证最终成品各种尺寸的高精度要求#尤其是管座连接板导向管孔位置度的要求!@"P’PS格架的制造难点在于条带组装工序和激光焊接工艺!条带组装的先后顺序不合理易造成格架尺寸外围尺寸难以保证和搅混翼倾斜过度!格架激光焊的工艺参数不适当易引起焊缝腐蚀$过烧$烧穿等问题!B"含钆燃料棒的制造难点在于含钆芯块#它需要特殊的混料技术#需经湿氢长时间烧结!B<原子能科学技术!!第!"卷<!0Q 燃料组件L g 组件示于图<I !担保的燃料组件平均卸料燃耗为@@S M "8#-$棒最高"@SM "8#-%!图<!!S<"a <"$7%和L g 燃料组件$I%的设计特点]/5&<!X 3H /52K 37-(43H $K !S<"a <"$7%728L g 7H H 3.I %/3H $I%<>;!燃料棒的改进<%包壳管&结构材料!包壳管和结构材料采用成熟的V /4%$合金!V /4%$合金是含V 4&<T W I &+&<T ’2和]3的锆合金!与低锡V 4A >合金相比’该合金的水侧腐蚀减少了@+T ’辐照蠕变降低了*+T ’燃料棒的辐照生长减少了B +T ’在高?/Q_$"+a <+eB%溶液中的腐蚀率降低*"@倍’适用于高燃耗和长循环!组件中包壳材料导向管和定位格架$包括跨间搅混格架%均采用V /4%$合金!V /4%$已有丰富的使用经验!*%燃料棒采用先进棒$,]N %设计$图*%!图*!先进燃料棒设计]/5&*!X 3H /52$K 78J 72038K (3%4$8燃料芯块采用较小的芯块高径比$约为<&<"<&*%!使用长下端塞和外抓上端塞!使用长下端塞燃料棒是为了安装&固定保护格架’且可改善冷却剂引起的燃料棒与底部格架间的微振磨损!由于燃料组件全长和燃料芯块长度是一定的’所以’长下端塞燃料棒与下管座之间的间距被缩小!外抓上端塞是为了方便堆中运行时对组件燃料棒的修复和更换!在燃料棒包壳外表面下端实施硬包覆能提高包壳对碎片和格架的抗磨损性能!生成包覆层的方法是(在高温空气或氩气气氛下’使用炉子&感应或电阻加热进行处理’也可进行激光表面处理!抗碎片氧化层设计上确定的厚度为!"@!.’氧化长度为<@+..$从棒下端算起%!使用变节距弹簧代替等节距螺旋弹簧压紧芯块’增大裂变气体贮存空腔!棒径由C &@..减少到C &<..’燃料棒两端各有长<@+..环状低浓铀$*&B T %屏蔽芯块!中间段芯块的*!@E 富集度为>&>@T !常规芯块柱的乏燃料中两端残存的*!@E 较中间高!而由反射段和较高富集度芯块构成的芯块柱则把残存*!@E 含量沿芯块柱轴向展平’使*!@E 获得了更有效的利用$图!%!反射段芯块设计减少了堆芯轴向中子泄漏约@+T ’提高铀利用率约*T ’节省燃料循环费用约<&@T "<&*T !反射段芯块可设计成实心和空心两种!用空心芯块代替原来使用的实心芯块’还为释放的裂变气体提供了额外贮存空间!"<增刊!!杨晓东(,],!S 及其它高性能燃料组件采用超声检验燃料棒环焊缝和堵孔焊!西屋采用超声的方法进行<++T 检验!图!!带反射段芯块的燃料棒]/5&!!](3%4$8HO /-:7G /7%I %72[3-)3%%3-H<><!格架格架共有<*个"分为>种类型!<#B 个中部格架"采用低压降$?L X #设计"材料为V D N ?Q 合金!中部格架用全锆$V D N ?Q #合金制造!与!S 不同"弹簧呈>@h 倾斜"与条带一体加工"既使弹簧强度增加"又增加了与燃料棒的接触"减轻了应力集中%条带上流边倒角"降低了流阻"改善了格架的热工水力性能%中部格架栅元中弹簧和刚凸在轴向和径向支持着燃料棒"允许燃料棒辐照生长和热膨胀"并可适当移动!*#*个端部格架仍采用无搅混翼的D 20$23%"<=格架!功能是在燃料寿期末仍保持一适当的燃料棒夹持力"以限制燃料棒的轴向移动!!#!个中间混流格架$D ]P #位于高功率区"材料采用V D N ?Q 合金!形式与中部格架完全相同"高度约为中间格架的一半!增加了D ]P "热工性能提高了*+T "适用于先进的低泄漏燃料管理"对提高堆芯中子经济性和降低压力容器中子剂量有利!>#<个保护格架$图>#为无搅混翼的D 20$23%"<=格架!它紧靠下管座"作为对外来物的防护措施之一!保护格架处在底部格架和下管座之间"紧靠下管座及底部格架!保护格架的功能可以归纳为&对燃料组件流水压力降影响减少到最低程度%阻挡住通过过滤小孔下管座的碎片"被捕获到的碎片尺寸将是通过小孔过滤下管座碎片的<’*和<’>%由于保护格架夹住了燃料棒实心下端塞"因流体通过下管座后重新分布而诱发的燃料棒振动下移"从而减轻了燃料棒在底部格架中的晃动!所以"即使很小的碎片被底部格架捕获"也不会出现碎片磨损燃料棒的包壳!<>=!管座可拆结构&上下管座均可拆"材料为低钴!+>不锈钢"上管座为快可拆式"上下管座匹配板厚度各降@.."以适应燃料的辐照生长!小孔过滤下管座$图>#设计&下管座流水孔为小孔设计!为了不增大总流阻"小孔过滤下管座孔板上总流水孔数量大大增多!<>?!高效防金属异物的结构设计对外来异物的三重防护措施"使燃料可靠性大大提高&<#防止外来物的下管座$X ]Y W #"流水孔改为小圆孔%*#紧靠下管座的保护格架"条带组装的十字对准下管座的流水孔位置%!#燃料棒下端塞为实心锥形结构$长*+&B..#"伸到保护架内"距匹配板*&*.."且燃料棒下端部覆盖了抗磨氧化膜!图>!保护格架A 过滤下管座A L 34K $4.7203g防屑装置特征]/5&>!L 4$-30-/J 354/8A 83I 4/H K /%-34I $--$.2$^^%3A )43K $4.7203g 83I 4/H43H /H -7203K 37-(43H<>J !一体化的燃料可燃毒物吸收体!@2R 6"在芯块外表面涂覆一层厚度约为*@!.=<原子能科学技术!!第!"卷的V4Y*!图@"#与其它含钆可燃毒物相比$ D]Y,的优点是%所有燃料的富集度都相同&反应性惩罚为零$不存在残余抑制效应不利之处$在堆内可完成烧尽$反应堆中子利用率高$使燃料循环费用相对硼硅玻璃’不锈钢节省约!T&<+Y材料的性能清楚$毒性能完全控制#缺点是%耗损速率不能改变$给堆芯设计带来了困难$若燃烧太快$就得更换燃料$同时造成功率分布不均匀$可能需用其它类型可燃毒物棒来调剂$这对燃料管理带来了困难&等温系数!D9F"较S8*Q!高&硼临界浓度可随辐照的加深而增加&某些安全系数可能要求重新分析& <+Y贫化$释放氦气$燃料棒内压增加$燃料棒性能将受到影响#图@!涂V4Y*的燃料芯块]/5&@!X3)$H/-/257-:/2^/40$2/(.8/I$4/83)3%%3-制造D]Y,棒的主要设备有磁控等离子溅射设备%<"采用<++++#高压将,4离子化$然后使V4Y*靶件汽化$并使之涂于E Q*芯块上$这台设备庞大且复杂$辅助设备多$并需浓缩!@+T"的<+Y同位素&*"装管和焊接设备$整个系统在干燥气氛下运行$要求非常苛刻#通常$燃料组件中D]Y,燃料棒在=+" <@B根范围内$约占燃料棒总数的<’!"<’*#=!其它高性能燃料组件=>;!P B0燃料组件_9L燃料组件是原西门子动力公司*+世纪=+年代末期开发的产品#结构设计与L g(!S燃料组件有明显不同$表现在以下>个面#<"共有<<个格架$其中$半跨距格架!个#格架外形上只有外条带上仍保留了导向翼$无内条带的搅混翼$是通过栅元和燃料棒间所形成间隙$组装的内条带间形成扁形倾斜的通道及其通道上的细长槽搅混了燃料棒周围的冷却剂$每个燃料棒栅元中$扁形通道与燃料棒形成了=条线接触$这种结构是全V4合金的格架$导向管与格架的连接直接点焊$不需点焊舌#*"采用V4A>复合包壳!称为1?’A X E L?1R"$即在V4A>合金基体上复合了一层更为耐水侧腐蚀的超低锡!1?’"锆合金构成了双层!X E L?1R"包壳#!"上管座采用精密铸造#上管座部件的连接是纯机械的$连接件加工较为简单$拆装也简单$为快速可拆上管座#>"下管座采用曲片过滤碎片#=><!6I I@6G-H燃料组件法玛通开发的,??D,W F1燃料组件于<C C C年先导组件入堆考验#其高性能目标如下%<"设计燃耗至少达到"@SM)8’-&*"高的热工水力性能$临界热流密度值比!S提高<+T$允许采用更为经济的燃料管理策略$可在更高功率峰因子下运行$或允许电厂进一步提高功率所要求保证的运行裕度&!"全锆的结构搅混格架$跨间搅混格架为选项$定位格架具有圆滑四角$高度加高$外条带被加强$搅混翼在上而焊舌在下$便于制造(吊装和维修&>"新的组件结构概念$把燃料棒坐在下管座上$使导向管始终处于拉伸状态$利于减少组件弯曲&@"全部锆合金件均使用P@合金$防止过分的辐照生长并提高在高燃耗下的抗辐照性能&B"可快速拆下组件的上管座&""组件具有高的辐照几何稳定性$并考虑了辐照性能的未来安全要求$且容易吊装$能降低回路辐照剂量$减少回路冷却剂的剂量$符合*无拆下零件概念+和*零破损+概念#=>=!!F R E S B燃料组件西层公司在L g燃料组件成功运行的基础上$正在开发N Q Y E’9燃料组件$它有加大的冷却剂搅混翼$具有更高的热工水力性能$提高组件可靠性和安全性#!626=O燃料组件的国产化<C C=年<+月$首批!S换料组件装入法国核电站反应堆$但组件没有中间混流格架#C<增刊!!杨晓东%,],!S及其它高性能燃料组件<C C C年!瑞典C++PM灵哈尔斯"N/25:7%H#堆也使用!S换料!组件带有中间混流格架$到*++<年年底!世界上约@+T的采用<"a<"燃料组件的压水堆也使用了!S燃料组件$<C C C年底!大亚湾核电站的*号机组反应堆首次装入了>个!S先导燃料组件!它在堆内已完成了两个循环!大亚湾核电站在换料期间检查了先导组件的所有性能!所有的检查和试验结果良好!没有发现任何不良现象$与此同时!观察经历了!个循环的*S燃料组件!没有发现振动磨蚀的迹象$f]L自<C C C年开始引进法玛通公司的!S制造技术!在*+++年<+月全部完成工艺合格性鉴定!*++<年!月完成全部产品合格性鉴定!=月*+日完成了两个堆芯<+=组燃料组件的生产$目前!已装入大亚湾核电站的两个堆芯$初步运行数据!特别是启动物理试验数据表明%,],!S燃料组件的设计和制造是成功的&先进的’控制棒价值&临界硼浓度&等温温度系数等设计预计值与实测值符合良好’此外!未出现堆芯功率象限倾斜超限问题$J!高性能燃料组件的发展动向和对我!国高性能燃料组件发展的建议当前!国际燃料设计制造商为争夺压水堆高性能燃料设计的主导权和领先权!进而争夺燃料市场激烈竞争!不断改进和设计新的燃料组件(>)!主要集中在以下>个方面$<#改进燃料芯块性能$为解决燃料芯块裂变气体释放"]S N#和芯块与包壳的相互作用"L F D#!世界各大公司均在开发大晶粒的EQ*燃料芯块$此外!优化燃料芯块的高径比!以有效减轻燃料棒在辐照下的变形$ *#改进结构材料!提高抗腐蚀性能!减少蠕变!改善微观结构!减少燃料棒辐照生长$ !#组件结构!包括格架&导向管&管座和燃料棒的改进$使其具有抗异物磨蚀性能&改善热工水力性能&提高组件抗弯曲性能&提高组件堆芯运行的峰值因子7‘&7)_!结构件具有快速可拆结构$>#优化燃料管理方案!降低堆芯运行的燃料成本!燃料管理策略具有灵活性!实施低泄漏装方式!以增加反应堆寿命$*++*年初!<=个月换料循环在大亚湾核电站开始实施!这是我国核电发展史上新的里程碑$f]L已成功为大亚湾核电站制造了B B>个*S燃料组件!入堆的燃料组件运行状况良好$在此基础上!进一步引进!S燃料组件制造技术后!国产,],!S燃料组件在反应堆中运行良好!这为掌握当前世界先进水平的高性能燃料组件的制造技术奠定了基础$我国高性能燃料组件发展的技术路线应该在消化!S的基础上!以对!S的进一步改进为目标!组织联合攻关!做好研发工作!积极争取参加国际合作$同时!应注意解决改进生产规模小&工艺装备水平低&生产成本高的问题!积极推进原材料国产化比重!并注重形成自主知识产权$在我国进入M9Q的形势下!把我国的燃料制造业做大做强!以迎接堆芯设计和运行方式改进所带来的挑战!迎接核燃料激烈竞争的挑战!迎接电站用户对未来燃料的需求$参考文献!(<)!和卫东&关于压水堆高性能燃料发展的思考(;)&核动力工程!<C C=!<C">#%!B@"!B C&(*)!段德智&高性能核燃料组件发展动向(;)&核电工程与技术!*++<!<>"!#%*!"!+&(!)!扎依莫夫斯基,F&核动力用锆合金(P)&北京%原子能出版社!<C==&**!"**>&(>)!朱关仁&日本高燃耗大晶粒E Q*芯块的制造技术及其性能(;)&核电工程与技术!<C C C!<*"*#% <*"<=&(@)!S4$H H_L&](3%X3H/52"L M N#(;)&W(0%37412A 5/2334/25D2-3427-/$27%!<C C>!!C">=*#%**"*=&+*原子能科学技术!!第!"卷。

基于双向流固耦合的灯柱涡激振动分析

基于双向流固耦合的灯柱涡激振动分析康友良;董国朝;韩艳;李振鹏【摘要】对有焊缝圆形断面的灯柱在不同风向角下的涡激振动响应进行了数值模拟研究.基于计算流体动力学方法,采用大涡模拟湍流模型,求解不可压缩流体N-S 方程.通过编写自定义程序代码UDF,对Fluent软件进行了二次开发,将求解结构振动响应的Newmark-β算法嵌入到Fluent软件中.结合\"刚性边界层运动区域+动网格运动区域\"的动网格划分策略,对灯柱结构涡激振动响应进行了双向流固耦合数值模拟.研究结果表明:当来流风速处于5.25 m/s(0°风向角工况)和6.25 m/s(90°和-90°风向角工况)附近时,会出现\"锁定\"现象;而在其他风速区间,会出现\"拍\"现象.该流固耦合计算方法捕捉到了灯柱从\"拍\"到\"锁定\"再回到\"拍\"现象的全过程.在锁定区域附近,灯柱的涡激共振位移幅值远大于在非锁定区域灯柱的涡激共振位移幅值.【期刊名称】《交通科学与工程》【年(卷),期】2019(035)003【总页数】8页(P43-50)【关键词】灯柱;涡激振动;动网格;双向流固耦合【作者】康友良;董国朝;韩艳;李振鹏【作者单位】长沙理工大学土木工程学院,湖南长沙410114;长沙理工大学土木工程学院,湖南长沙410114;长沙理工大学土木工程学院,湖南长沙410114;长沙理工大学土木工程学院,湖南长沙410114【正文语种】中文【中图分类】TU130.2521目前,在中国修建的许多特大跨桥梁上,用于照明的灯柱属于细长杆件,且对风荷载非常敏感。

轻质、低阻尼比钢材在灯柱中使用非常广泛,发生涡激振动的几率也大幅提高。

涡激共振尽管不会导致灯柱直接破坏,但它具有发生风速低、频率大的特点,会加速灯柱局部疲劳损伤,造成施工和运营安全隐患[1]。

大亚湾核电站本体结构

图2-4 导向管的缓冲段结构及 其与下管座的连接
6、通量测量管

放在燃料组件中心位置的通量测量管用来容纳堆芯通 量探测仪的钢护套管。通量测量管由锆-4合金制成, 直径上下一致,其在格架中的固定方法与导向管相同。
7、定位格架


燃料组件中,燃料棒沿长度方向由八层格架夹住定位, 这种定位使棒的间距在组件的设计寿期内得以保持。 格架的夹紧力设计成既使可能发生的振动磨蚀到最小, 又允许有不同的热膨胀滑移,也不致引起包壳的超应 力。 格架由锆 -4 合金条带制成,呈 l7×17 正方栅格排列, 条带的交叉处用电子束焊双边点焊连接。外条带比内 条带厚,内条带的端部焊在外条带上,外条带端部由 三道焊缝连接,使格架能在运输及装卸料操作过程中 很好地保护燃料棒。



在格架栅元中,燃料棒的—边由弹簧施力,另一边顶住锆合金条带 上冲出的两个刚性凸起,两边的力共同作用使棒保持中心位置。弹 簧力是由跨夹在锆合金条带上的因科镍718制的弹簧夹子产生的,弹 簧夹子由因科镍718片弯成开口环而制成,然后把夹子跨放在条带上 夹紧定位,并在上下相接面上点焊,以把条带全部围起来。最终成 形的弹簧组合件形成两个相背的弹簧分别顶住相邻栅元的两根燃料 棒,这样,弹簧作用在条带上的力自然抵消了。也就减少了格架的 应力。 但是在下述部位的情况不同:外条带上只有刚性凸起,在导向管栅 元里不需要设置弹簧。 定位格架通过条带上的调节片直接点焊在导向管上与其相连。在格 架的四周外条带的上缘设有导向翼,并按照避免装卸操作时相邻组 件的格架相互干扰的方式来布置。在高通量区的六个格架(即从下 至上第2至第7个格架)在内条带上还设置有搅混翼,以促进冷却剂 流的混合,有利于燃料棒的冷却和传热。


大亚湾核电站所采用的是比法国 标准900MW压水堆核电站所用的燃 料组件更为先进的改进型燃料组 件。 突出的特点是当探测出某个组件 有破损的燃料棒而且确定破损燃 料棒的位置之后,可以用乏燃料 池内安装的专用设施更换破损的 燃料棒,从而修复该燃料组件、 重新利用。

CiADS铅铋快堆燃料组件结构与力学特性


研究内容与方法
研究内容主要包括:铅铋快堆燃料组件的结构设计、力学性能分析、燃料棒与包壳 材料的相互作用等。
研究方法主要包括:理论建模、数值模拟、实验研究等。
通过建立铅铋快堆燃料组件的三维模型,进行力学性能分析和燃料棒与包壳材料的 相互作用研究,结合实验验证,为后续研发提供可靠的依据。
02
铅铋快堆燃料组件结构
用于解析场问题,如热传导、流体流动等,可减少计算量并提
高计算精度。
无网格法
03
采用节点作为计算单元,无需划分网格,适用于处理复杂形状
和动态问题。研究目标,制定实验方案,包括试样制 备、实验条件设定、数据采集等。
数据处理
利用专业软件进行数据处理,如Origin、 MATLAB等,对实验数据进行整理、分析和 拟合,提取有用的信息。
动态监控与检测
在地震发生时,对燃料组件进行实时监控和检测,确保其状态良好。 同时,对受损的组件进行修复和维护,保证其安全性和可靠性。
05
数值模拟与实验研究
数值模拟方法与技术
有限元法
01
使用ANSYS、ABAQUS等有限元分析软件,对燃料组件进行应
力、应变分析,预测可能出现的失效模式。
边界元法
02
结果分析与讨论
结果展示
将实验和模拟结果以图表和曲线的形式展示,便于观 察和分析。
对比分析
对比实验和模拟结果,分析差异和原因,验证模型的 准确性和可靠性。
结果讨论
根据分析结果,对燃料组件的结构和力学特性进行讨 论,提出改进建议和优化方案。
06
结论与展望
研究成果总结与贡献
燃料组件结构设计
成功设计出一种新型的铅铋快堆燃料组件结 构,具有高功率密度和优良的热工水力性能 。
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带格架5×5燃料棒束流致振动特性数值研究
陈德奇;刘海东;黄彦平;袁德文;王艳林;高虹
【期刊名称】《原子能科学技术》
【年(卷),期】2018(052)005
【摘 要】核反应堆中,流动的冷却剂轴向冲刷燃料棒可能导致其振动,产生微动磨损,
对整个核电厂的安全性以及经济性有重要影响.带格架棒束流致振动特性的研究是
微动磨损研究的基础.本文基于欧拉-伯努利(Euler-Bemoulli)梁理论,采用动网格技
术,通过Fluent实现流固耦合数值计算,并与不考虑振动耦合时的流场分布进行比较
分析.重点分析了湍流强度、轴向速度等主要流体参数对振动位移均方根的影响,以
及轴向流中流致振动机理.结果表明:燃料棒的振动位移均方根随着流速的增大而增
大;燃料棒径向两侧的压力脉动是造成振动的因素之一;定位格架改变了较大振动出
现的位置,明显加强了振动响应.

【总页数】7页(P954-960)
【作 者】陈德奇;刘海东;黄彦平;袁德文;王艳林;高虹
【作者单位】中国核动力研究设计院中核核反应堆热工水力技术重点实验室,四川
成都610041;低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆大学,重庆
400044;低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆大学,重庆400044;中
国核动力研究设计院中核核反应堆热工水力技术重点实验室,四川成都610041;中
国核动力研究设计院中核核反应堆热工水力技术重点实验室,四川成都610041;中
国核动力研究设计院中核核反应堆热工水力技术重点实验室,四川成都610041;低
品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆大学,重庆400044
【正文语种】中 文
【中图分类】TL334
【相关文献】
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