乏燃料贮运容器辐射传热特性影响因素分析

摘要

为揭示乏燃料贮运容器的壁面辐射参数的影响规律,基于传导-对流-辐射的流固热耦合CFD模型,采用不同太阳暴晒条件、筒体外壁面发射率、内部格架壁面发射率和外部环境发射率,分析容器各部件最高温度、自然对流流速、外壁面辐射功率的变化规律。结果表明:CFD辐射传热功率与公式计算结果基本吻合,误差小于10%;筒体外壁面发射率的增加能使无太阳暴晒工况的容器各部位温度显著减小,但对太阳暴晒工况的作用不明显,发射率从0.30增加至0.80,前者计算的燃料包壳最高温度变化幅度是后者的3.51倍。内部壁面发射率对容器各部件温度分布影响较小,内部壁面发射率从0.22增加至0.90,燃料包壳温度仅降低约2℃;外部环境发射率对容器传热主导方式影响明显。本文可为乏燃料贮运容器辐射传热分析及结构选材提供技术指导。