两出口压水堆上腔室流动特性数值模拟

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1、分类号：_______________密级：_______________UDC：_______________编号：_______________工学硕士学位论文两出口压水堆上腔室流动特性数值模拟硕士研究生：刘嘉维指导教师：高璞珍教授学科、专业：核科学与技术论文主审人：田瑞峰教授哈尔滨工程大学2017年12月分类号：_______________密级：_______________UDC：_______________编号：_______________工学硕士学位论文两出口压水堆上腔室流动特性数值模拟硕士研究生：刘嘉维指导教师：高璞珍教授学位级别：工学硕士学科、专业：核科学与技术所在

2、单位：核科学与技术学院论文提交日期：2017年12月14日论文答辩日期：2018年3月15日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngNumericalSimulationofFlowFieldinsideUpperPlenumofPWRwithTwoOutletsCandidate:LiuJiaweiSupervisor:Prof.GaoPuzhenAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:NuclearScienceandTe

3、chnologyDateofSubmission:Dec.14,2017DateofOralExamination:Mar.15,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月

4、日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（

5、签字）：日期：年月日年月日摘要上腔室内的流场对反应堆的安全运行有着不可忽视的影响。AP1000作为当下主流的核电技术，一个主要的创新即是将压力容器出口管数目由三个改成两个。本文利用数值计算的方法对两出口压水堆上腔室内流动特性进行研究，并将AP1000与APR1400上腔室进行了比较。通过本文的研究，分析了冷却剂在上腔室的搅混特性和热管段内的热分层现象，对比了两种不同内部结构的两环路上腔室流体特性，本文为上腔室内部构件的优化以及相关研究，提供了重要的参考。本文的数值模拟在Linux系统上进行，通过Salome软件进行前处理，建立计算模型，划分网格，利用Python将模型及网格代码化。通过C

6、ode_Saturne进行计算，并用Paraview进行数据后处理。根据计算结果，探究了两出口上腔室内的流动特性，得到了导向筒的设计对于流体搅混的作用，对比了不同内部结构下，上腔室流场的变化。并分析了中子低泄漏燃料排布情况下，热管段流体的热震荡现象。计算结果表明，冷却剂在上腔室主要有三条流道，中央区冷却剂首先竖直向上流到堆顶，再进行90o折流，流向热管段。近壁区冷却剂距离出口喷嘴较近，则直接流入热管段，若距离出口喷嘴较远，则会以漩涡形式流过控制棒与上腔室内壁形成的环形区域，流入热管段。AP1000接近出口喷嘴处横向流速较高，存在较大压降。而APR1400，冷却剂刚进入上腔室流速较快，在上

7、腔室轴向较低位置存在较大压降。在近壁区环腔90o及270o存在漩涡。造成该处较大压降。对比分析得到，上腔室内部构件菱形排布方式优于方形排布。另外，在热管段，冷却剂的混合主要出现在起始段。传热特性计算则表明出口对于上腔室内的温度分布有重要影响，中央区的温度分布轴向变化不大，而近壁区的温度分布则随着高度逐渐均匀。在径向上，中央区的温度随时间的波动不明显。而近壁区冷却剂，呈现较为强烈的温度波动。轴向上，中央区在接近堆顶处，有较为明显的温度