TMSR堆芯CFX多孔介质传热建模分析

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1、万方数据第49卷增刊原子能科学技术V01．49，Suppl．2015经5flAtomicEnergyScienceandTechnologyMay2015TMSR堆芯CFX多孑L介质传热建模分析谢凯1，李林森1，沈(i．围核(北京)科学技术研究院，北京100029；2峰1，费立凯1，王纳秀2中国科学院上海应用物理研究所，上海201800)摘要：钍基熔盐堆(TMSR)是一种使用石墨包覆颗粒作为燃料，熔盐作为冷却剂的第4代反应堆。TMSR堆芯区域的球形燃料增加了反应堆热工水力分析的复杂程度，为了分析反应堆在发生丧失强迫循环后堆芯的温度分布情况，需对整个堆芯进行C

2、FD建模模拟。本文对TMSR堆芯进行几何建模和网格划分，并使用ANSYSCFX进行了多孔介质模型的建模模拟。在主要考虑导热换热和浮力影响以及两种不同的保温层厚度情况下，对堆芯稳态运行时的温度分布和发生事故后60S的瞬态温度分布进行了初步分析。研究结果证明了利用CFX及其多孔介质模型对TMSR堆芯进行模拟的可行性，并与REALP5—3D结果进行比较，初步验证了在该简化模型的边界条件下，堆芯熔盐短时间内不会发生沸腾。关键词：TMSR；CFX；多孑L介质；瞬态中图分类号：TI。33文献标志码：A文章编号：1000—693l(2015)SO一0294-06doi：1

3、0．7538／yzk．2015．49．SO．0294HeatTransferAnalysisofTMSRCoreBasedonPorousMediumModelofANSYSCFXXIEKail，LILin—senl，SHENFen91，FEILi—kail，WANGNa—xiu2(1．StateNuclearPowerResearchInstitute，Beijing100029，China；2．ShanghaiInstituteofAppliedPhysics，ChineseAcademyofSciences，Shanghai201800，China)A

4、bstract：Thorium—basedmoltensaltreactor(TMSR)iSakindoffourthgenerationreactorswhichusesgraphitecoatedparticlesasfuelandmoltensaltascoolant．Thefuelpebblesatthereactorcoreincreasethecomplexityofthermal—hydraulicanalysisofthereactor．Inordertosimulatethetemperaturedistributionofthereact

5、orwhenthereactorlosesforcedcirculation，modelingandsimulationofthereactorcoreusingCFDcodearenecessary．TheTMSRreactorcorewassimulatedusingasimplifiedporousmediummodel．Mainlyconsideringtheheatconduction，buoyancyandinsulationlayerthick—ness，apreliminaryanalysiswascompletedforthetempera

6、turedistributionofthereac—torduringthesteadystateoperationandthe60Stransientafterthelossofforcedcircu—lation．TheresultswerecomparedwiththesimulationresultsofRELAP5—3D，whichindicatesthefeasibilityofusingCFXporousmediummodelforthethermalanalysisoftheTMSRcore，andprovesthatthemoltensal

7、twillnotboilinthesimplifiedmodelandboundaryconditions．收稿日期：2014-12-24；修回日期：2015-0i-08作者简介：谢凯(1990一)，男，安徽安庆人，助理工程师，核工程与核技术专业万方数据增刊谢凯等：TMSR堆芯CFX多孔介质传热建模分析295Keywords：TMSR；CFX；porousmedium；transient钍基熔盐堆(TMSR)核能系统是第4代核能系统，是一种使用氟化盐作为冷却剂，工作在常压下的高温反应堆。相较于一般压水反应堆，钍基熔盐堆具有固有安全性，并可使钍转化为铀实现增殖

8、等优点[1]。TMSR—SFl是一种使用石墨包覆颗粒