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公开(公告)号：CN118504455A
公开(公告)日：2024-08-16
申请号：CN202410638992.4
申请日：2024-05-22
申请人： 西安交通大学
IPC分类号： G06F30/28 , G06F17/11 , G06F113/08 , G06F119/14 , G06F119/08 , G06F111/10
摘要： 本发明公开了一种基于CFD方法的液态金属反应堆子通道模型构建方法，主要步骤如下：1、基于流体力学理论基础和液态金属特性，将冷却剂视为单相均质不可压缩流体，建立适用于液态金属反应堆堆芯热工水力计算分析的质量、能量和动量守恒方程；2、基于液态金属反应堆组件内冷却剂的能量输运机制修改能量守恒方程，使用能量扩散系数来表示涡流扩散和冷却剂热传导效应，冷却剂和燃料棒之间的对流换热作为能量源项添加到能量守恒方程中；3、修改动量守恒方程，引入湍流普朗特数来定义湍流粘性系数，并考虑流体本身的粘性系数项，从而得到动量扩散系数；将固体壁面以及绕丝对冷却剂流动产生的阻力作用作为动量阻力源项添加到动量守恒方程中。通过本发明方法能够兼备理论意义和实际物理过程，构建的子通道模型不仅满足流体力学理论，还充分考虑了堆芯组件的复杂几何结构和热工水力行为，引入湍流交混、绕丝增强、热羽流增强等因素的影响，能够更加准确地预测液态金属反应堆堆芯的冷却剂流动和换热特性。
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公开(公告)号：CN115525998B
公开(公告)日：2023-07-04
申请号：CN202211163511.6
申请日：2022-09-23
申请人： 西安交通大学
IPC分类号： G06F30/17 , G06F30/28 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/08 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种螺旋十字型燃料组件子通道热工参数计算方法，包括七步：1、划分螺旋十字型燃料组件的子通道；2、明确基本几何参数；3、拟合相邻螺旋十字型棒之间无量纲间隙宽度与扭转角的关系式；4、通过计算流体力学方法计算流动后掠交混参数在不同无量纲间隙宽度时的值；5、拟合流动后掠交混参数与无量纲间隙宽度的关系式；6、将步骤5拟合的关系式代入改进子通道守恒方程中离散；7、应用子通道程序计算螺旋十字型燃料组件子通道热工参数。应用本发明的方法能够更精确地计算螺旋十字型燃料组件的热工水力特性。
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公开(公告)号：CN115525998A
公开(公告)日：2022-12-27
申请号：CN202211163511.6
申请日：2022-09-23
申请人： 西安交通大学
IPC分类号： G06F30/17 , G06F30/28 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/08 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种螺旋十字型燃料组件子通道热工参数计算方法，包括七步：1、划分螺旋十字型燃料组件的子通道；2、明确基本几何参数；3、拟合相邻螺旋十字型棒之间无量纲间隙宽度与扭转角的关系式；4、通过计算流体力学方法计算流动后掠交混参数在不同无量纲间隙宽度时的值；5、拟合流动后掠交混参数与无量纲间隙宽度的关系式；6、将步骤5拟合的关系式代入改进子通道守恒方程中离散；7、应用子通道程序计算螺旋十字型燃料组件子通道热工参数。应用本发明的方法能够更精确地计算螺旋十字型燃料组件的热工水力特性。
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公开(公告)号：CN113793702A
公开(公告)日：2021-12-14
申请号：CN202110978411.8
申请日：2021-08-25
申请人： 西安交通大学
摘要： 本发明公开了一种固有安全一体化小型氟盐冷却高温堆堆芯：包括堆芯活性区、径向反射层、上部反射层和下部反射层；堆芯活性区有5种组件形式，包括堆芯一区燃料组件、堆芯一区补偿棒组件、堆芯二区燃料组件、堆芯二区补偿棒组件和堆芯二区安全棒组件；5种组件采用6圈正六边形布置；燃料元件采用TRISO+螺旋十字型式，呈三角形排布；本发明堆芯设计总体积和重量小，燃耗高，换料周期长；结合了螺旋十字型燃料优异的热工水力性能和TRISO燃料高固有安全性的优势；基于该堆芯设计的氟盐冷却高温堆能量系统，既能高效发电，又能实现高温工艺热的综合利用，经济性高。
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公开(公告)号：CN113689964A
公开(公告)日：2021-11-23
申请号：CN202111007621.9
申请日：2021-08-30
申请人： 西安交通大学
摘要： 本发明公开了一种小型核反应堆主热‑余热一体式换热器，其内部包括三个流体区：壳侧一回路冷却剂区、管侧主热传输二回路区和管侧余热排出回路冷却剂区；一回路冷却剂自上而下流经壳侧，二回路冷却剂和余热排出回路冷却剂自上而下流经管侧，管束分内、外同心圆区域，内部管束通过余热排出回路冷却剂，外部管束通过二回路冷却剂；本发明的二回路和余热排出回路冷却剂同时在紧凑空间内与一回路冷却剂换热，提高了换热效能；壳侧冷却剂与管侧冷却剂逆流换热，有利于降低压降和局部热应力；二回路和余热排出回路同向流动，有利于抑制流致振动；本发明结构紧凑、体积小、换热效能高，适用于各类小型核反应堆主换热器和余热排出系统换热器的一体化设计。
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公开(公告)号：CN115359933B
公开(公告)日：2023-05-16
申请号：CN202210986468.7
申请日：2022-08-17
申请人： 西安交通大学
摘要： 本发明公开了一种小型氟盐冷却高温堆燃料组件流动换热实验系统及方法，该实验系统采用导热油Dowtherm A作为高温氟盐FLiBe的模化工质，能够开展不同温度和流量条件下的流动传热特性实验，可以获得小型氟盐冷却高温堆螺旋十字型燃料组件在高普朗特数流体中的流动传热关系式；实验系统的实验段可被更换代替，既能对螺旋十字型单棒和棒束通道开展实验研究，也能为包括圆柱型、球型和板型等燃料组件形式的流动传热实验提供选择。本发明能为程序开发、堆芯设计和安全分析提供数据支撑，有利于小型氟盐冷却高温堆的未来发展，助力碳达峰和碳中和。
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公开(公告)号：CN113689966B
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202111005733.0
申请日：2021-08-30
申请人： 西安交通大学
IPC分类号： G21C17/025 , G21C3/54 , G21C15/14
摘要： 一种小型氟盐冷却高温堆非能动余排系统综合实验装置，包括由储盐罐、氟盐泵、加热器、冷却器、鼓风机、阀门及相应管道组成的氟盐冷却剂充排回路；由热池模拟器、加热棒、独立热交换器、缓冲罐、空冷器、风门及连接管道组成的实验主回路，实验主回路包括一回路、中间回路及堆外回路。热池模拟器中经加热棒加热的一回路冷却剂在独立热交换器一次侧释放热量，中间回路冷却剂在独立热交换器二次侧吸热后于空冷器一次侧释放热量，空冷器二次侧空气流动对一次侧冷却剂实现冷却。本发明以氟盐为工质，实现对小型氟盐冷却高温堆非能动余排系统堆内‑堆外自然循环耦合作用机制的研究，为分析系统余排能力及关键影响因素设计了一套完整安全有效的实验方案。
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公开(公告)号：CN115359933A
公开(公告)日：2022-11-18
申请号：CN202210986468.7
申请日：2022-08-17
申请人： 西安交通大学
摘要： 本发明公开了一种小型氟盐冷却高温堆燃料组件流动换热实验系统及方法，该实验系统采用导热油Dowtherm A作为高温氟盐FLiBe的模化工质，能够开展不同温度和流量条件下的流动传热特性实验，可以获得小型氟盐冷却高温堆螺旋十字型燃料组件在高普朗特数流体中的流动传热关系式；实验系统的实验段可被更换代替，既能对螺旋十字型单棒和棒束通道开展实验研究，也能为包括圆柱型、球型和板型等燃料组件形式的流动传热实验提供选择。本发明能为程序开发、堆芯设计和安全分析提供数据支撑，有利于小型氟盐冷却高温堆的未来发展，助力碳达峰和碳中和。
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公开(公告)号：CN113689964B
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202111007621.9
申请日：2021-08-30
申请人： 西安交通大学
摘要： 本发明公开了一种小型核反应堆主热‑余热一体式换热器，其内部包括三个流体区：壳侧一回路冷却剂区、管侧主热传输二回路区和管侧余热排出回路冷却剂区；一回路冷却剂自上而下流经壳侧，二回路冷却剂和余热排出回路冷却剂自上而下流经管侧，管束分内、外同心圆区域，内部管束通过余热排出回路冷却剂，外部管束通过二回路冷却剂；本发明的二回路和余热排出回路冷却剂同时在紧凑空间内与一回路冷却剂换热，提高了换热效能；壳侧冷却剂与管侧冷却剂逆流换热，有利于降低压降和局部热应力；二回路和余热排出回路同向流动，有利于抑制流致振动；本发明结构紧凑、体积小、换热效能高，适用于各类小型核反应堆主换热器和余热排出系统换热器的一体化设计。
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公开(公告)号：CN113793702B
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202110978411.8
申请日：2021-08-25
申请人： 西安交通大学
摘要： 本发明公开了一种固有安全一体化小型氟盐冷却高温堆堆芯：包括堆芯活性区、径向反射层、上部反射层和下部反射层；堆芯活性区有5种组件形式，包括堆芯一区燃料组件、堆芯一区补偿棒组件、堆芯二区燃料组件、堆芯二区补偿棒组件和堆芯二区安全棒组件；5种组件采用6圈正六边形布置；燃料元件采用TRISO+螺旋十字型式，呈三角形排布；本发明堆芯设计总体积和重量小，燃耗高，换料周期长；结合了螺旋十字型燃料优异的热工水力性能和TRISO燃料高固有安全性的优势；基于该堆芯设计的氟盐冷却高温堆能量系统，既能高效发电，又能实现高温工艺热的综合利用，经济性高。
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