含绕丝燃料组件阻力特性初步实验研究

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1、中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：埠签字日期：认，妒．6、3中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可

2、以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。日公开口保密(——年)作者签名：签字日期：笪(竺：鱼：至导师签名：2塑踅遗签字目期：wr午t，‘中摘要铅铋合金因具有良好的中子性能与传热性能，成为加速器驱动次临界系统ADS(AcceleratorDriverSub．criticalSystem)冷却剂兼散裂靶的首选材料，铅铋反应堆也成为第四代反应堆的主要发展堆型。燃料组件是反应堆的核心部件，其性能直接影响到反应堆的安全性、经济性与可靠性。为了把燃料组件内的燃料棒沿径向分隔开来，

3、通常有两种基本设计方案可供选择，即定位格架隔离定位与金属绕丝隔离定位，目前国际上的大多数铅基反应堆采用金属绕丝这种定位隔离方式，此种结构的燃料组件最大的特点在于其在元件棒外壁采用绕丝缠绕固定，取代了传统的格架定位，由此导致了其与传统燃料组件截然不同的阻力特性，实验研究是掌握其阻力特性的有效方法。本文在调研国际上燃料组件阻力特性实验研究现状的基础上，结合FDS团队设计的IOMW的自然循环铅铋冷却反应堆的热工水力设计验证需求，参考其反应堆的燃料组件方案，设计了一条实验流量可达130m3／h(对应雷诺数约43500)的水回路，对10MW自然循环铅铋冷却反应堆用燃料组件

4、的阻力特性进行了水介质中的实验研究；同时在KYLIN．II铅铋热工实验回路中进行了铅铋介质中的实验研究，铅铋回路最大流量为6．3m3／h(对应雷诺数约9700)。通过实验给出了适用于含绕丝燃料组件在水和铅铋介质中的摩擦因子的计算关系式，并将实验结果与Rehme关系式和Novendstern关系式两个计算绕丝棒束摩擦因子的经典关系式的计算结果进行了比较，水介质中实验结果与Rehme关系式、Novendstern关系式计算结果的相对偏差分别为0．014与O．007，铅铋介质中实验结果与Rehme关系式、Novendstern关系式计算结果的相对偏差分别为0．009与

5、0．001。本文开展的含绕丝燃料组件阻力特性的初步实验研究，为10MW自然循环铅铋冷却反应堆的热工水力设计验证提供了参考。关键词：燃料组件；绕丝；阻力特性；实验研究一本论文的研究工作得到了国家自然科学基金(91026004、51301163、11302224)及中国科学院战略性先导科技专项()(DA03040000)的资助。IAbstractAsthegoodphysicalpropertiesforheattransferandneutronics，Lead．BismuthEutectic(LBE)isaprioritycandidatematerialfor

6、thecoolantandspallationtargetfortheADS(Accelerator—DriverSub—criticalSystem)，andtheLead．BismuthcooledreactorhasbecomethemaindevelopmentdirectionofthefourthgenerationreactorsFuelassemblyisthekeycomponentofareactorandit’Srelatedtothesafety，economyandreliabilityofthereactor．Inordertosep

7、aratethefuelrodsalongtheradialinonefuelassembly,usuallytherearetwogeneralsystemdesignavailabletochoose，that’Stousewire-wrappedorgridspacer,mostoftheLead．Bismuthcooledreactorfprefertoadoptwire—wrappedfuelassemblyatpresent，Comparedwiththefuelassemblyofpressurizedwaterreactor,thebiggest

8、characterist