压水堆燃料棒污垢沉积层内的多物理场耦合 被引量：1

1

作者 高全燚 丛腾龙 +2 位作者 田洪康 刘茂龙 顾汉洋 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第2期372-382,共11页

燃料棒表面污垢沉积(CRUD)层的形成一直是压水堆运行中的难题。硼物质在CRUD内的浓缩导致冷却剂饱和温度升高,进而影响热质传输过程,同时增加了堆芯功率偏移(CIPS)的风险。为深入理解CRUD内的传热传质特性,基于灯芯沸腾结构开发了一个... 燃料棒表面污垢沉积(CRUD)层的形成一直是压水堆运行中的难题。硼物质在CRUD内的浓缩导致冷却剂饱和温度升高,进而影响热质传输过程,同时增加了堆芯功率偏移(CIPS)的风险。为深入理解CRUD内的传热传质特性,基于灯芯沸腾结构开发了一个二维污垢化学模型。该模型包括沸腾传热、毛细作用流动、组分输运、化学反应和辐照分解等多物理过程,能够合理预测CRUD内的温度、速度和浓度分布。研究结果表明:考虑硼酸挥发过程的情况下,燃料包壳表面温度的预测值更接近WALT实验数据;饱和温度与硼浓缩量密切相关,随着可溶硼在燃料包壳表面浓缩,饱和温度达到峰值619.32 K;CRUD中硼以可溶硼、沉淀硼和吸附硼3种不同形态存在,其中可溶硼占主导,为98.5275%;CRUD底部的pH值显著增加,在一定温度下LiBO_(2)的析出量由pH值决定。本文还分析了厚度、孔隙率、烟囱密度和烟囱半径等污垢几何参数对硼浓缩量和沸腾传热过程的影响,结果可为燃料棒表面污垢多物理场耦合提供一种计算框架,为堆芯轴向功率偏移的预测提供技术支持。 展开更多

关键词 污垢沉积 硼浓缩 多物理场耦合 堆芯功率偏移 化学反应

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弥散核燃料芯体等效弹性性质的数值模拟研究

2

作者 于浩琦 龚辛 +3 位作者 丛腾龙 严锦泉 叶臣 顾汉洋 《核技术》 北大核心 2025年第8期136-146,共11页

弥散型燃料的弹性性能是进行反应堆安全分析和燃料元件性能评估时的一个关键性能参数。将弥散型核燃料元件视为一种特殊的颗粒复合材料,采用细观力学的方法,计算芯体的等效弹性性质。采用通用有限元软件ABAQUS,假设燃料颗粒在芯体中呈... 弥散型燃料的弹性性能是进行反应堆安全分析和燃料元件性能评估时的一个关键性能参数。将弥散型核燃料元件视为一种特殊的颗粒复合材料,采用细观力学的方法,计算芯体的等效弹性性质。采用通用有限元软件ABAQUS,假设燃料颗粒在芯体中呈周期性分布,选取具有代表性的体积元作为研究对象,建立相应的有限元计算模型。基于基体和颗粒的辐照效应,建立热-力-裂变气体迁移耦合分析方法,计算得到芯体的等效弹性性能,分析比较颗粒的体积含量、颗粒大小和燃耗对弥散型核燃料等效弹性性质的影响。研究结果表明,影响芯体等效弹性性质的主要因素是颗粒体积与燃耗。 展开更多

关键词 弥散核燃料 有限元法 等效弹性性质 均匀化方法 应力更新算法

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螺旋金属燃料多物理耦合分析方法与概念设计研究 被引量：2

3

作者 顾汉洋 肖瑶 +4 位作者 丛腾龙 郭辉 傅俊森 蔡孟珂 宋去非 《原子能科学技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期1-13,共13页

螺旋金属燃料具有导热系数高、导热路径短、强制旋流交混的特点,可实现更高的堆芯功率密度,进而减小堆芯体积,提高反应堆的安全性和经济性。本文介绍了上海交通大学反应堆热工水力实验室建立的螺旋金属燃料热工水力、中子物理、力学特... 螺旋金属燃料具有导热系数高、导热路径短、强制旋流交混的特点,可实现更高的堆芯功率密度,进而减小堆芯体积,提高反应堆的安全性和经济性。本文介绍了上海交通大学反应堆热工水力实验室建立的螺旋金属燃料热工水力、中子物理、力学特性分析方法及多物理耦合分析框架。在热工水力方面,基于自研仪器实现了交混及沸腾临界行为精细化测量,建立了三维及精细化子通道分析方法;在中子物理方面,建立了适用于特殊能谱、复杂几何的截面及稳瞬态中子物理特性的分析方法;在力学方面,基于分子动力学方法建立了U-Zr合金燃料基础热物性模型,并开展了辐照条件下螺旋棒宏观力学特性研究。基于热工-物理-力学多物理分析和优化,提出了螺旋金属燃料组件及堆芯设计,具有无硼化、堆芯功率密度高、体积小、换料周期长的特点。 展开更多

关键词 螺旋金属燃料 热质传输行为 瞬态安全分析 燃料服役性能 多物理耦合

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海洋条件下U型管蒸汽发生器传热管倒流特性研究 被引量：1

4

作者 何戈宁 李孝佳 +3 位作者 丛腾龙 陈一然 李冬慧 吴舸 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期37-41,共5页

对海洋条件下U型管蒸汽发生器(SG)传热管倒流特性进行研究,以RELAP5程序为基础,建立了典型海洋条件的动态仿真模型并验证了模型的正确性。针对反应堆启堆阶段,研究了不同的摇摆条件对低流量强迫循环工况下SG内U型管内流动的影响。结果表... 对海洋条件下U型管蒸汽发生器(SG)传热管倒流特性进行研究,以RELAP5程序为基础,建立了典型海洋条件的动态仿真模型并验证了模型的正确性。针对反应堆启堆阶段,研究了不同的摇摆条件对低流量强迫循环工况下SG内U型管内流动的影响。结果表明:强迫循环开始后持续的时间越长再引入海洋条件后越不易发生倒流;绕与SG管束弯管轴线平行的轴线摇摆更容易发生倒流。 展开更多

关键词 蒸汽发生器(SG) 强迫循环 热工水力 流动不稳定性

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自然循环U型管蒸汽发生器管内倒流受管长影响的理论研究 被引量：3

5

作者 王一浒 卢川 +5 位作者 丛腾龙 陈衣然 辛素芳 黄慧剑 徐良剑 巫英伟 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期23-27,共5页

自然循环U型管蒸汽发生器(UTSG)在一次侧处于自然循环工况下其部分U型管可能会出现倒流现象,这对自然循环带来不利影响。本文通过理论分析UTSG的U型管的水动力学曲线,获得U型管内发生流动不稳定时的临界压降与管长的关系,并利用系统分... 自然循环U型管蒸汽发生器(UTSG)在一次侧处于自然循环工况下其部分U型管可能会出现倒流现象,这对自然循环带来不利影响。本文通过理论分析UTSG的U型管的水动力学曲线,获得U型管内发生流动不稳定时的临界压降与管长的关系,并利用系统分析程序RELAP5进行数值验证,验证结果表明:当管长增加时,临界压降呈先减后增的趋势,即小型的UTSG的最短U型管先出现倒流,而大型的UTSG最长管先出现倒流。所得结论解释了不同的仿真模拟研究得到的倒流管的分布不同的现象,为UTSG管内倒流及其管空间分布的预测提供理论依据。 展开更多

关键词 U型管蒸汽发生器(UTSG) 倒流 RELAP5 流动不稳定 判别准则

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螺旋管内热质传输行为与全工况预测模型研究 被引量：2

6

作者 肖瑶 刘茂龙 +8 位作者 陈硕 丛腾龙 刘利民 刘莉 张伟 徐子伊 沈聪 张琦 顾汉洋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2318-2326,共9页

螺旋管式直流蒸汽发生器结构紧凑、传热高效、可靠性强,在先进小型堆中具有广泛应用,然而其管侧螺旋管内过冷水受热变为过热蒸汽,覆盖全部传热区域,且受螺旋几何、离心力及二次流影响,流动传热行为演化机制复杂,现有模型限制了高性能螺... 螺旋管式直流蒸汽发生器结构紧凑、传热高效、可靠性强,在先进小型堆中具有广泛应用,然而其管侧螺旋管内过冷水受热变为过热蒸汽,覆盖全部传热区域,且受螺旋几何、离心力及二次流影响,流动传热行为演化机制复杂,现有模型限制了高性能螺旋管式蒸汽发生器的进一步发展。本文针对螺旋管内热质传输行为开展了系统性实验和理论研究,建立了几何尺寸和热工参数范围最广泛的螺旋管传热、阻力基础热工实验数据库,明确了周向非均匀传热与沿程传热机制转变规律。基于机理分析,构建了高精度全工况的预测模型库,提出了三区干涸点、基于干度梯度的干涸后传热、宽范围两相摩擦倍增因子等模型,实现了全传热区域高精度预测。本文结果可满足先进反应堆螺旋管式蒸汽发生器设计需求。 展开更多

关键词 直流蒸汽发生器 螺旋管 沸腾传热 摩擦压降 全工况预测模型

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螺旋十字燃料组件沸腾传热及燃料元件热力耦合特性研究 被引量：3

7

作者 丛腾龙 高勇 +5 位作者 程毅 蔡孟珂 张琦 肖瑶 刘茂龙 顾汉洋 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期216-222,共7页

螺旋十字燃料(HCF)组件是一种新型的燃料组件设计方案,相对于传统的圆棒或板状燃料,HCF组件具有强交混、自支撑、无格架的特点。为评价HCF组件在热工水力和力学方面的性能,本文基于流固共轭传热方法建立了HCF组件两相沸腾传热模型和燃... 螺旋十字燃料(HCF)组件是一种新型的燃料组件设计方案,相对于传统的圆棒或板状燃料,HCF组件具有强交混、自支撑、无格架的特点。为评价HCF组件在热工水力和力学方面的性能,本文基于流固共轭传热方法建立了HCF组件两相沸腾传热模型和燃料棒热力耦合分析模型,获得了两相条件下的燃料棒和冷却剂温度、冷却剂空泡份额等参数分布以及不同燃耗深度下的燃料棒应力分布。结果表明,相对于圆棒组件,HCF组件可降低燃料中心温度和表面平均热流密度;发生沸腾临界时,HCF组件的线功率密度高于传统圆棒组件。初步热力耦合分析发现,对于金属芯体无气隙的HCF元件,燃料棒在辐照条件下受到较大的应力。 展开更多

关键词 螺旋十字燃料(HCF) 沸腾传热 临界热流密度(CHF) 交混 热力耦合 燃料性能

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螺旋十字燃料棒束热力耦合特性研究 被引量：3

8

作者 丛腾龙 刘峪洁 +2 位作者 郭辉 肖瑶 顾汉洋 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期127-139,共13页

螺旋十字燃料(Helical-Cruciform Fuel,HCF)是一种革新形式的燃料组件,具有比传热面大、导热距离短、旋流交混强、无须格架支撑的特点,可提高堆芯功率密度。然而,HCF组件自支撑位置可能发生应力集中,导致包壳产生塑性变形甚至破裂。本... 螺旋十字燃料(Helical-Cruciform Fuel,HCF)是一种革新形式的燃料组件,具有比传热面大、导热距离短、旋流交混强、无须格架支撑的特点,可提高堆芯功率密度。然而,HCF组件自支撑位置可能发生应力集中,导致包壳产生塑性变形甚至破裂。本文研究不同工况下HCF棒束热力耦合响应,以包含中心目标棒及周围的3×3棒束单元为计算域进行热力耦合分析,获得HCF组件的应力应变响应,评价包壳完整性。结果表明:HCF包壳外表面von Mises应力和塑性变形最大值总是出现在相邻燃料的接触位置;翼片顶部包壳应力受接触约束和包壳内外表面温差影响,肋部凹槽区域的应力与包壳径向温度梯度有关;相对于单相工况,饱和沸腾工况下HCF包壳塑性变形大但von Mises应力小;反应性引入事故和破口失水事故下,包壳的von Mises应力和塑性应变分别低于350 MPa和0.04,且包壳温度低于锆水反应温度。 展开更多

关键词 螺旋十字燃料 热力耦合分析 燃料性能

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静默式海洋热管堆堆芯三维热力耦合研究 被引量：3

9

作者 刘博 高新力 +3 位作者 刘利民 丛腾龙 肖瑶 顾汉洋 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1222-1233,共12页

热管冷却反应堆的固态堆芯属性使得热管堆的热膨胀效应较为显著,其堆芯传热与结构力学特性耦合的特点与传统堆芯存在较大差异。为针对静默式海洋热管冷却反应堆NUclear Silence ThermoElectric Reactor(NUSTER)的堆芯设计方案进行优化... 热管冷却反应堆的固态堆芯属性使得热管堆的热膨胀效应较为显著,其堆芯传热与结构力学特性耦合的特点与传统堆芯存在较大差异。为针对静默式海洋热管冷却反应堆NUclear Silence ThermoElectric Reactor(NUSTER)的堆芯设计方案进行优化和安全评估,研究采用完全热力耦合的分析方法,应用有限元分析软件ABAQUS针对NUSTER堆芯功率密度最高的发热单元开展热、力学及安全特性分析。结果表明堆芯组件间气隙等参数设计对堆芯温度、应力场有较大影响;与本文提出的热管堆堆芯安全限值相比,NUSTER堆芯设计的热、力学特征参数均具有较大安全裕量。 展开更多

关键词 热管冷却反应堆 热力耦合分析 安全评估

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19棒束螺旋十字燃料组件临界热流密度实验研究 被引量：2

10

作者 傅俊森 肖瑶 +3 位作者 陈硕 张伟 丛腾龙 顾汉洋 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期132-138,共7页

燃料组件是反应堆的重要组成部件,临界热流密度是决定燃料组件性能的最关键参数之一。参考上海交通大学热工水力实验室的螺旋十字燃料元件参数,设计了19棒束螺旋十字燃料组件并开展临界热流密度特性实验研究,建立了一套适用于均匀发热... 燃料组件是反应堆的重要组成部件,临界热流密度是决定燃料组件性能的最关键参数之一。参考上海交通大学热工水力实验室的螺旋十字燃料元件参数,设计了19棒束螺旋十字燃料组件并开展临界热流密度特性实验研究,建立了一套适用于均匀发热全长螺旋燃料组件棒束临界热流密度测量方法,获得了螺旋燃料组件临界热流密度数据库,并对实验结果进行了分析。结果表明:临界功率随入口温度升高而线性降低,随着压力和干度的增大而减小,随质量流速的增大而增大。引入周向不均匀因子,建立了螺旋燃料临界热流密度预测模型,实验值(M)/预测值(P)数据的统计分布呈现正态分布,且均匀分布在1附近,证明了关系式的可靠性和准确性。所用实验技术和模型开发方法具有通用性,可应用于同类螺旋燃料组件临界热流密度特性研究。 展开更多

关键词 燃料组件 螺旋十字燃料 临界热流密度 周向不均匀因子

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螺旋十字燃料组件热流力耦合特性数值模拟研究 被引量：2

11

作者 刘峪洁 丛腾龙 +2 位作者 肖瑶 郭辉 顾汉洋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1159-1169,共11页

作为一种新型反应堆燃料组件,螺旋十字燃料(HCF)组件具有导热距离短、交混强度高、无需定位格架等优势,可在保证反应堆安全裕度的同时提高堆芯功率,但其依靠相邻棒束接触形成的自支撑结构进行定位易使接触位置发生应力集中,危害包壳的... 作为一种新型反应堆燃料组件,螺旋十字燃料(HCF)组件具有导热距离短、交混强度高、无需定位格架等优势,可在保证反应堆安全裕度的同时提高堆芯功率,但其依靠相邻棒束接触形成的自支撑结构进行定位易使接触位置发生应力集中,危害包壳的完整性。针对这一问题,本文开展了典型HCF组件的热流力耦合特性研究,获得了单相对流和过冷沸腾条件下HCF组件的温度及应力应变分布。研究结果表明:HCF组件通道中心和包壳附近冷却剂的横流存在很大差异,影响了冷却剂温度和沸腾时空泡份额的分布;HCF组件包壳表面少量的气泡可增强冷却剂的传热能力;HCF组件肋片顶部(翼尖处)和肋片根部(翼根处)的热应力主要分别与接触约束和燃料内部的温度梯度有关;单相和两相工况中HCF组件包壳翼根处的Mises应力和翼尖处的塑性应变均相等,但两相工况中翼尖处的Mises应力较单相工况偏低30 MPa。 展开更多

关键词 螺旋十字燃料 热流力耦合分析 CFD模拟

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蒸汽发生器三维热工水力特性分析程序SGTH-Porous3D研发及应用 被引量：1

12

作者 丛腾龙 从正 +3 位作者 刘茂龙 肖瑶 郭辉 顾汉洋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2306-2317,共12页

准确预测蒸汽发生器的管内外耦合传热、管内流量分配及管外三维流动传热对U形管和螺旋管蒸汽发生器的传热和结构优化设计具有重要意义。本文基于多孔介质两流体模型研发了通用蒸汽发生器三维热工水力特性分析程序SGTH-Porous3D,并利用... 准确预测蒸汽发生器的管内外耦合传热、管内流量分配及管外三维流动传热对U形管和螺旋管蒸汽发生器的传热和结构优化设计具有重要意义。本文基于多孔介质两流体模型研发了通用蒸汽发生器三维热工水力特性分析程序SGTH-Porous3D,并利用实验数据对程序进行了验证。提出了基于局部坐标系的直管、U形弯头和螺旋管管束通用多孔介质参数化方法,建立了壳侧三维粗网格分析模型以及适用于U形管、螺旋管的管内单相、两相流动传热模型,发展了管侧流体三维并联多通道简化方法以及管壳侧跨尺寸网格数据映射和耦合传热方法。结果表明:SGTH-Porous3D程序可预测U形管和螺旋管等多型蒸汽发生器管、壳侧三维流动传热特性,可支撑蒸汽发生器的三维传热设计和流致振动分析。 展开更多

关键词 多孔介质模型 两流体模型 U形管蒸汽发生器 螺旋管蒸汽发生器 计算两相流体动力学 热工水力分析 耦合传热

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铅铋冷却绕丝燃料组件横流特性分析 被引量：4

13

作者 丛腾龙 王俊杰 +2 位作者 肖瑶 刘茂龙 顾汉洋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2725-2734,共10页

准确预测绕丝棒束通道内的横向流动特性是开展铅铋冷却快堆热工水力安全分析的基础。本文采用数值模拟的方法分析了液态铅铋工质下单绕丝和多绕丝燃料组件内的横流特性。分析结果表明,单绕丝组件的中心子通道横流流速最大不超过主流流速... 准确预测绕丝棒束通道内的横向流动特性是开展铅铋冷却快堆热工水力安全分析的基础。本文采用数值模拟的方法分析了液态铅铋工质下单绕丝和多绕丝燃料组件内的横流特性。分析结果表明,单绕丝组件的中心子通道横流流速最大不超过主流流速的19%,且横流方向和二次流中心随着高度周期性变化;单绕丝组件中,当绕丝与子通道交界面重合或垂直时,中心子通道界面横向流量和横流交混指数趋于零或达到峰值;在单绕丝组件结构一定的情况下,横流交混指数在湍流区对Re不敏感,而与组件结构参数存在较大相关性;多绕丝组件中心子通道界面上的横流存在两个相反的流向。 展开更多

关键词 铅铋快堆 绕丝燃料组件 交混特性 子通道分析

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LBE下降流场中传热管微裂纹处蒸汽泡动力学数值模拟研究 被引量：3

14

作者 董伟健 丛腾龙 +3 位作者 朱俊志 肖瑶 邹旭毛 顾汉洋 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期93-105,共13页

铅铋冷却快堆(Lead-Bismuth Cooled Fast Reactor)蒸汽发生器传热管发生破口(Steam Generator Tube Rupture,SGTR)事故时,高压水蒸汽进入一次侧高温液态金属。根据破口位置和尺寸不同,破口泄漏行为可能涉及破前泄漏(Leak-Before-Break,L... 铅铋冷却快堆(Lead-Bismuth Cooled Fast Reactor)蒸汽发生器传热管发生破口(Steam Generator Tube Rupture,SGTR)事故时,高压水蒸汽进入一次侧高温液态金属。根据破口位置和尺寸不同,破口泄漏行为可能涉及破前泄漏(Leak-Before-Break,LBB)、单相临界流或两相临界流,不同形态的水在高温液态金属作用下发生不同形式的热质传输行为,对铅铋冷却快堆的安全运行具有重要影响。针对SGTR不同阶段,开展了系列研究,重点关注管内干涸阶段SGTR,传热管微裂纹低流量单相蒸汽渗入螺旋管束间液态铅铋合金(Lead-Bismuth Alloy,LBE)下降流场中汽泡动力学行为。基于VOF(Volume of Fluid)模型建立蒸汽-LBE两相流动及相界面捕捉数值模拟模型,研究高温LBE向下运动的流场中的单根传热管和3×3管束表面蒸汽泡生长与脱离行为。研究结果表明:汽泡在下降流场中的动力学行为与静止或向上流动的液体中的行为存在较大区别,蒸汽泡受LBE下降流场和浮力的作用脱离裂纹处后可能会沿着传热管表面滑动,在部分工况下蒸汽泡可能形成覆盖传热管表面的蒸汽膜或在管束区域内大量堆积,给LBE流动稳定性和蒸汽发生器换热带来不利影响。 展开更多

关键词 铅铋冷却快堆 SGTR 下降流场 LBB 汽泡动力学

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U-50Zr螺旋十字燃料热力耦合特性分析 被引量：1

15

作者 蔡孟珂 丛腾龙 顾汉洋 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1772-1777,共6页

为了提升现有压水堆的功率水平和安全裕量,本文提出了一种基于U-50Zr合金材料的螺旋十字燃料。本文基于分子动力学原理,对带孔隙U-50Zr合金的杨氏模量和热导率进行了预测;并将该预测结果植入到有限元多物理场耦合模拟中,对U-50Zr合金材... 为了提升现有压水堆的功率水平和安全裕量,本文提出了一种基于U-50Zr合金材料的螺旋十字燃料。本文基于分子动力学原理,对带孔隙U-50Zr合金的杨氏模量和热导率进行了预测;并将该预测结果植入到有限元多物理场耦合模拟中,对U-50Zr合金材料下螺旋十字燃料的热力性能进行了分析。分子动力学仿真结果显示:孔隙效应会降低U-50Zr合金材料的杨氏模量和热导率;但由于U-50Zr合金的辐照肿胀率和螺旋十字燃料温度较低,故辐照导致的孔隙效应并不明显,因此,燃料的温度场在整个寿期内较稳定。此外,在自接触影响下,螺旋十字燃料在包壳翼尖区域出现较大的应力峰值,且最大应力为326.7 MPa,低于锆合金材料的断裂极限。U-50Zr的螺旋十字燃料拥有不错的抗辐照热力响应特性,具备一定的应用前景。 展开更多

关键词 U-50Zr合金 螺旋十字燃料 分子动力学 杨氏模量 热导率 孔隙效应 热力响应 多物理场耦合

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海洋条件下自然循环蒸汽发生器U型管内倒流特性研究

16

作者 李孝佳 张勇 +3 位作者 丛腾龙 李沛颖 卢川 张吉斌 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期6-13,共8页

当压水堆处于自然循环工况时,蒸汽发生器U型管内可能发生倒流现象,导致一回路流动阻力增大、自然循环流量降低,为反应堆安全运行带来不利影响。基于RELAP5程序建立了海洋条件下的附加力模型及控制体空间坐标求解模型,对蒸汽发生器所有U... 当压水堆处于自然循环工况时,蒸汽发生器U型管内可能发生倒流现象,导致一回路流动阻力增大、自然循环流量降低,为反应堆安全运行带来不利影响。基于RELAP5程序建立了海洋条件下的附加力模型及控制体空间坐标求解模型,对蒸汽发生器所有U型管进行建模和节点划分,计算了海洋条件下蒸汽发生器内U型管的倒流临界质量流量及进出口压差,最后分析了3种海洋条件对U型管内流体倒流的影响。结果表明,倾斜条件下有可能会改变倒流现象;而在航行过程中可能遇到的起伏条件都无法改变倒流现象;当摇摆条件比较剧烈时有可能改变倒流现象。 展开更多

关键词 蒸汽发生器 海洋条件 热工水力 流动不稳定性

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燃料组件偏置及弯曲对沸腾临界影响研究

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作者 龚佳奇 丛腾龙 +2 位作者 肖瑶 顾汉洋 丁铭 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1373-1384,共12页

反应堆燃料组件可能因为制造、安装的偏差或外力等因素,导致燃料棒发生整体偏置或弯曲的现象,对传热以及沸腾临界造成不利影响。为评估影响大小,本文建立基于欧拉两流体模型和改进RPI模型的临界热流密度分析方法,并利用CHF查询表进行验... 反应堆燃料组件可能因为制造、安装的偏差或外力等因素,导致燃料棒发生整体偏置或弯曲的现象,对传热以及沸腾临界造成不利影响。为评估影响大小,本文建立基于欧拉两流体模型和改进RPI模型的临界热流密度分析方法,并利用CHF查询表进行验证。结果表明,不变形和小变形的工况预测的CHF与子通道参数查询CHF查询表的数值符合良好。之后,预测了不同偏置距离及弯曲程度的5×5棒束通道CHF。偏置及弯曲使子通道流量分配发生变化,边角通道流量减小,中心子通道流量增加,当边角通道受挤压严重时将触发边棒临界。轴向功率均匀的偏置和弯曲0.5 mm工况并不改变临界的轴向位置,而弯曲0.8、1 mm时影响临界位置,随弯曲程度的增加使临界位置向上游偏移。3种变形中,对角偏置对于CHF影响最小,而轴向呈余弦热流密度分布的棒发生弯曲时,对CHF影响最大。 展开更多

关键词 棒束组件 燃料棒偏置及弯曲 流动沸腾 临界热流密度

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双孔对直接接触冷凝特性影响的实验研究

18

作者 叶亚楠 肖瑶 +2 位作者 丛腾龙 张伟 顾汉洋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1984-1990,共7页

本文对双孔直接接触冷凝进行了实验研究。实验的蒸汽质量流速范围为50~500 kg/(m 2·s),水箱温度范围为35~85℃。实验获得了压力脉动和高速摄像机的同步数据,重点研究分析了双孔对冷凝流型和压力脉动特性的影响。结果表明:单孔和双... 本文对双孔直接接触冷凝进行了实验研究。实验的蒸汽质量流速范围为50~500 kg/(m 2·s),水箱温度范围为35~85℃。实验获得了压力脉动和高速摄像机的同步数据,重点研究分析了双孔对冷凝流型和压力脉动特性的影响。结果表明:单孔和双孔冷凝相图不同,孔数的变化导致冷凝相图流型界线的改变,且双孔造成冷凝的压力脉动强度和频率随热工参数变化的转折点提前发生。 展开更多

关键词 直接接触冷凝 双孔 压力脉动

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基于确定性抽样的过冷沸腾边界条件不确定性分析 被引量：1

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作者 张翔 彭敏俊 +2 位作者 丛腾龙 李孝佳 陈衣然 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2054-2062,共9页

本文使用Fluent软件构建数学物理模型,对DEBORA过冷沸腾基准实验进行了数值模拟,并采用确定性抽样方法对模拟沸腾流动的边界条件不确定性进行分析,计算得到了主要径向参数分布的期望值和置信区间,分析了边界条件不确定性的影响趋势。此... 本文使用Fluent软件构建数学物理模型,对DEBORA过冷沸腾基准实验进行了数值模拟,并采用确定性抽样方法对模拟沸腾流动的边界条件不确定性进行分析,计算得到了主要径向参数分布的期望值和置信区间,分析了边界条件不确定性的影响趋势。此外,还计算得到了不确定性源对部分径向参数的影响权重。结果表明,流体入口温度和壁面热流密度的不确定性对径向空泡份额的影响较大,而运行压力和流体入口温度的不确定性是影响径向液体温度计算的主要因素。 展开更多

关键词 过冷沸腾 CFD 不确定性分析 确定性抽样方法

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紧密栅棒束通道氦氙混合气体流动传热特性数值模拟研究

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作者 张嘉鑫 鲍辉 +1 位作者 丛腾龙 顾汉洋 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期53-60,共8页

针对氦氙冷却高温气冷堆堆芯设计和分析需求,本研究建立了一套涵盖物性模型、湍流模型与湍流普朗特数模型的氦氙混合气体三维流动传热模型,并基于此模型开展了棒束通道内氦氙混合气体流动传热数值分析,研究几何参数和运行参数对相关特... 针对氦氙冷却高温气冷堆堆芯设计和分析需求,本研究建立了一套涵盖物性模型、湍流模型与湍流普朗特数模型的氦氙混合气体三维流动传热模型,并基于此模型开展了棒束通道内氦氙混合气体流动传热数值分析,研究几何参数和运行参数对相关特性的影响规律。结果表明:包壳存在会对紧密栅棒束通道内流动传热带来较大的周向非均匀性,在子通道模拟及整体三维数值模拟中均应考虑包壳导热影响;除包壳外,紧密栅棒束通道内氦氙流动传热则主要受栅径比影响,同一工况下栅径比越大,混合气体对流换热越强烈。 展开更多

关键词 紧密栅棒束 氦氙混合气体 流动传热特性

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