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Development of a refined helical fuel mixing model and application to a helical fuel rod bundle

Science China(Technological Sciences) 2023年第2期66卷 586-598页

作者： FU JunSen XIAO Yao LI JunLong ZHANG Qi CONG TengLong GU HanYang School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China

Fuel assemblies have a decisive impact on the performance and safety of nuclear *** fuel has huge potential for application in small module reactors(SMRs)due to its advantages in volume power density and *** helical fuel elements are usually trilobal or cruciform in *** fuel rods are helically twisted in the axial direction,eliminating the need for spacer grids as the fuel rods are *** this paper,a refined subchannel division approach is proposed based on the crossflow mechanism of helical fuel ***,a refined helical fuel mixing model framework,including the helical fuel distributed resistance method and directed crossflow method,is developed and implemented in a helical fuel rod bundle to investigate the mixing *** is provided by a 5×5 helical fuel bundle mixing *** refined model predicts about 92.7%of the data with the±10%error *** with existing helical fuel mixing models,the refined mixing model has higher axial accuracy and radial spatial resolution,and can accurately predict the twist angledependent crossflow rate and entry ***,the refined helical fuel mixing model framework is universal and can be effectively used for the mixing prediction of arbitrary geometric helical fuel after the calibration of coefficients.

关键词： helical fuel crossflow flow sweeping mixing model refined subchannel method

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