自然循环下钠冷快堆中迷宫型节流件水力特性研究

作     者：周志伟 曹锋 陆道纲 曹琼 ZHOU Zhiwei;CAO Feng;LU Daogang;CAO Qiong

作者机构：中国原子能科学研究院北京102413 华北电力大学非能动核能安全技术重点实验室北京102206 

出 版 物：《核科学与工程》 (Nuclear Science and Engineering)

年 卷 期：2023年第43卷第5期

页      面：979-988页

学科分类：082703[工学-核技术及应用] 08[工学] 0827[工学-核科学与技术] 

主　　题：迷宫型节流件 水力特性 湍流模型 数值模拟 

摘      要：迷宫型节流件常被安装在钠冷池式快堆主容器冷却系统、泵冷却系统等流动旁路中,使得进入这些旁路的流量达到设计值,来有效冷却设备,保证快堆的安全。目前国内对自然循环条件下节流件的阻力特性研究较少,本文对迷宫节流件在自然循环和强制循环两种条件下进行了实验和数值研究。首先,实验采用恒定温度(84℃)的液态水作为工质,得到了两种循环条件下节流件的阻力系数;其次,对节流件进行数值模拟,将不同湍流模型、壁面法向网格间距下的数值模拟结果与实验结果进行了比较,验证了数值模拟的有效性;最后,通过比较不同湍流模型的计算结果和流场细节,得出适合于两种条件下迷宫式节流件数值模拟的湍流模型,并发现回流漩涡是节流件的主要耗能方式,两种条件下模拟结果的差异主要集中在二次回流区域大小的不同,自然循环下回流区域明显大于强制循环,且收缩速度较慢。