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与传统能源相比,核能具有高效、清洁的特点,可以弥补正在迅速减少的化学能源。核能在各个国家的电力发展中起着越来越重要的作用,作为第四代反应堆的快堆具有可增殖、热效率高、安全等优点,未来可以广泛应用。堆内有很多涉及到反应堆安全的重要部件,为了对这些大型零部件和堆容器结构的安全性分析提供温度载荷,必须对整个冷热钠池的热工水力有清楚的了解。本文根据快堆的国内外研究现状,结合中国实验快堆的自身特点,应用CFD软件对中国实验快堆堆容器的内部流场和堆容器壁面进行了数值模拟,通过数值模拟研究了冷热钠池的温度场和多孔介质区域,对堆容器壁面的温度场和热应力场进行分析,对简化模型进行流固耦合计算,主要目的是更系统深入的研究中国实验快堆(CEFR)堆容器内部流动的特点及规律,并进一步推动流固耦合研究结果在工程实践中得到应用。具体内容如下:(1)应用Fluent软件对中国实验快堆堆容器内部流场进行模拟,并利用多孔介质模型得出额定工况下冷热钠池的整体温度分布,并根据得出的温度值与已有值进行比较分析,验证整体模拟的可行性,为今后的全厂断电工况下整体模型的温度场分析提供依据。(2)根据已有的堆容器温度场分布,应用ANSYS软件对CEFR反应堆容器冷却系统中的主容器、氩气层、保护容器和保温层进行热应力分析,得出额定工况和全厂断电事故工况下的热应力分布,为堆容器的结构优化设计提供依据。(3)利用Workbench对堆容器简化模型的流固耦合问题进行模拟研究,完成了简化模型载荷的施加、温度场和热应力的计算分析,并对厂房内空气的自然循环流动过程进行了研究。改变了以往将流体和固体分开计算的方式,这样就大幅度地提高了数值模拟的准确性和可靠性。根据计算分析可得出以下结论:CEFR热钠池温度变化比较剧烈,冷钠池温度基本保持不变;堆容器热应力最大值出现在最内侧主容器壁面的-4.5m处。因此在实际工程应用过程中,要加强该区域的应力监测。本论文所做工作与实际应用紧密结合,具有较高的工程实践意义。