CEFR的堆芯组件由燃料组件、控制棒组件、各类钢组件、碳化硼组件和乏燃料组件组成,由于这些组件发热状况差别很大,为了保证其温度不超过许可的设计值,同时也为了得到较高的堆芯出口冷却剂温度,从而获得较大的热效率,就必须对堆芯各类组件进行合理的冷却剂流量分配。承担该流量分配的主要设备就是位于堆芯底部的栅板联箱。 一根压力管双端断裂是最严重的CEFR设计基准失流事故之一,由于该工况下主热传输系统一回路的流动发生了剧烈变化和局部反转,所以研究此瞬态过程中栅板联箱内各分支方向冷却剂的流动变化,从而评价其对堆芯流量分配及堆芯的安全可能产生的影响成为一个十分重要的课题。 本课题用现代计算流体力学(CFD)软件CFX,通过建模,设域,划分网格,输入边界条件等研究了稳态满功率和一根压力管双端断裂事故过程中栅板联箱的流体力学状况。在建模过程中应用了CFX的“动量源”技术模拟了由栅板联箱分配的各个流道的阻力特性,从而解决了多流道相互发生动态影响的瞬态过程的模拟问题。 研究结果表明:稳态工况下,大栅板联箱的37根套筒亦即各自连通的37个小栅板联箱内的流量分配与设计值相符,满足反应堆设计准则。栅板联箱的内部压力变化很小,栅板联箱的内部流场呈较对称的规则分布;瞬态工况下,堆芯流量再分配基本上没有发生变化,栅板联箱的内部压力场呈梯度变化,未发生事故侧的两根入口管附近压力最高,而断裂管附近压力最低,因入口流量变化导致在事故发展末期,事故侧完好管的附近压力最高。随时间的推移,内部压力的梯度差别也逐渐降低,且内部平均压力逐渐降低,栅板联箱的内部流场分布复杂且不同时刻发生较大变化。 同时,瞬态计算获得的在事故发展过程中流向堆芯的总流量与系统程序计算的结果相近,从而为校核系统程序对栅板联箱的水力学计算模型提供了依据,进而为CEFR在典型失流事故工况下的安全性能评价提供了理论支持。