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ADS原理验证装置


324

中国原子能科学研究院年报

2009

反应堆科学技术
ADS原理验证装置——启明星2号散裂靶的优化设计
刘兴民,沈 峰 通过调研分析,ADS原理验证装置——启明星2号散裂靶采用钨作为靶材,钨靶的优化设计选 项包括锥形靶和片状靶,分别对两种钨靶进行了物理热工的优化设计。热工水力分析结果表明,

锥 形靶更易得到冷却;物理分析结果显示,次临界运行条件下,固态钨靶的长度缩短为68 cm,中心 标高下降14 cm,可在满足固态靶安全冷却的前提下得到最佳次临界反应堆的增殖。对不同次临界 度下的keff和ks进行分析,通过优化钨靶的位置和形状,适当提高反应堆的ks,从而使次临界运行条 件下反应堆的功率由最初的200 kW提高到300 kW,有效地提高了反应堆的功率。

49-2 堆水池三维流场数值模拟
邹 耀,郭春秋,刘兴民

49-2 泳池堆是一个轻水慢化、冷却的研究性反应堆。其在役运行期间,曾进行了一些有计划的 改进与改造。运行期间,游泳池底会吸附并逐渐汇聚若干异物杂质,泳池内部底部水流尽管缓慢, 但池水流动情形会对池底异物的分布带来一定的影响。本文利用成熟的 CFD 软件对 49-2 堆进行三 维流场数值模拟,来分析水池内部尤其是池底流动状况,便于较清楚地了解池底杂物的分布。 首先针对分析的对象 49-2 泳池堆建立三维模型,并进行合理的简化处理。比如堆芯结构中活 性区内所有的燃料组件和其他水力构件,数值模拟计算时按照多孔介质处理。模型建立后即可在前 处理软件中划分网格,由于求解所用的是个人计算机(而非工作站) ,所以要考虑个人计算机的硬 件(内存)能力,即要控制网格数量。在网格处理方面,针对泳池的特点,采用结构化和非结构化 相结合的网格划分方式,最后的网格数目为两百多万。 经过数值模拟,堆芯多孔介质区域的平均流速约为:2.08 m/s,堆芯计算得到三维流场流线示 意如图 1 所示。 池底附近的流场是重点关注的对象。因为池底流体的流动行为直接影响杂物的分布,池底速度 矢量分布图示于图 2。从图 2 可清楚地看出在堆芯下方的肋板间贴近下联箱根部位置,还有池底下 联箱南侧局部位置,流体速度矢量图构成若干漩涡。可理解为当沉降在池底的杂质随池底流体的流 动而不断缓慢移动,当流动到肋板附近或下联箱南侧池底部位时,由于池水在此处形成小漩涡,所 以杂物便有很大几率在此漩涡处汇集,造成该处杂质浓度相对较高杂物积累的现象。这与所描述的 局部区域有杂物堆积的现象基本一致。


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