规则球床堆熔盐流动压降与对流换热CFD模拟

球床堆复杂的几何结构导致直接建模进行热工水力模拟非常困难，一般使用多孔介质模型简化处理，但多孔介质已有的压降和对流换热公式在熔盐冷却球床中的有效性仍待验证。本文基于固态燃料熔盐堆建立了6cm直径小球的规则球床模型，给定球床进口熔盐流量和球壳发热功率，模拟了球床内的稳态流动与换热，计算了对应的压降和对流换热系数，并分别得到了球床压降、对流换热Nu随球床内流动Re变化的曲线。对比发现：模拟压降结果与已有公式差异较大，而模拟对流换热Nu结果与已有公式的差异相对较小。结合模拟结果和已有的公式，拟合得到了修正的压降和对流换热Nu公式。将修正公式应用于3cm直径规则球床中，结果表明多孔介质修正模型与直接模...

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Published in核技术 Vol. 39; no. 8; pp. 65 - 72
Main Author 潘登 余笑寒 邹杨 鄂彦志 徐博 周振华 何杰
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院上海应用物理研究所 嘉定园区 上海 201800 2016
中国科学院大学 北京 100049%中国科学院上海应用物理研究所 嘉定园区 上海 201800
Subjects
多孔介质
熔盐堆
球床堆
计算流体动力学模拟
球床堆
CFD simulation
熔盐堆
Pebble bed reactor
多孔介质
Porous media model
计算流体动力学模拟
MSR
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ISSN0253-3219
DOI10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.080604

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Summary:球床堆复杂的几何结构导致直接建模进行热工水力模拟非常困难，一般使用多孔介质模型简化处理，但多孔介质已有的压降和对流换热公式在熔盐冷却球床中的有效性仍待验证。本文基于固态燃料熔盐堆建立了6cm直径小球的规则球床模型，给定球床进口熔盐流量和球壳发热功率，模拟了球床内的稳态流动与换热，计算了对应的压降和对流换热系数，并分别得到了球床压降、对流换热Nu随球床内流动Re变化的曲线。对比发现：模拟压降结果与已有公式差异较大，而模拟对流换热Nu结果与已有公式的差异相对较小。结合模拟结果和已有的公式，拟合得到了修正的压降和对流换热Nu公式。将修正公式应用于3cm直径规则球床中，结果表明多孔介质修正模型与直接模拟结果一致。
Bibliography:Pebble bed reactor, MSR, CFD simulation, Porous media model
31-1342/TL
PAN Deng YU Xiaohan ZOU Yang E Yanzhi XU BO ZHOU Zhenhua HE Jie （Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Jiading Campus, Shanghai 201800, China） 2（University of Chinese Academy of Sciences, Beo＇ing 100049, China）
Background： The computational fluid dynamics （CFD） simulation of thermal-hydraulic characters is essential to ensure the safety in designing and operating a nuclear reactor. To obtain reliable results, a suitable model must be chosen. For the pebble bed reactors, the complex geometries of the core make it difficult to establish a precise model for CFD simulation, especially for the molten salt reactor （MSR）-one of the most hopeful GIV nuclear power system. Purpose： This study is aimed to valid the porous media model used in pebble beds thermal-hydraulic simulation, including the Pressure-Drop formula and the Convection-Heat-Transfer formula. Methods： The fluent model of an orderly-arranged pebble bed was b
ISSN:0253-3219
DOI:10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.080604