中国实验快堆堆芯出口冷却剂温度波动的数值模拟

摘要

在中国实验快堆堆芯出口处,从不同通道流出的冷却剂的温度存在差异。当它们在堆芯上腔混合时,可能会出现温度波动现象,造成堆内构件的热疲劳,影响快堆的安全运行。文章中采用大涡模拟的方法,对中国实验快堆堆芯出口混合区域进行建模,模拟冷热流体混合过程,并根据研究的重点,适当的对模型进行了简化。依据中国实验快堆的实际运行参数,设定了4个工况,并在模型的典型位置处设置测点,计算后对每个工况的测点的瞬态温度进行无量纲处理,得到了混合区域内的温度云图和典型位置处瞬时温度波动曲线。计算结果表明,混合区域内温度波动较大的位置出现在冷热流体交汇处,温度波动的振幅沿着竖直高度的增加而增大。当冷热流体温差一定时,同一高度下冷热流体交汇处的温度波动特征相似。位于交汇处的温度波动点,不同的流体温差对温度波动的振幅影响很大,对频率影响很小,温差越大,振幅越大。总的来说,冷热流体间的温差对温度波动的振幅影响较大,振幅较大的波动,其频率多在0-3Hz,5-10Hz,13-15Hz。