高流速铅铋环境下板型燃料组件流致振动特性研究

来源：核动力工程杂志2024年第3期北京时间：

作者：孙瑜, 刘建, 王浩煜, 钱升, 齐欢欢

单位：中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室，成都，610213；

摘要：液态铅铋合金具有导热性能好、热容量高等特点，是新一代先进反应堆的理想冷却剂。本文建立了高流速铅铋环境下板型燃料组件全尺寸计算流体动力学（CFD）模型，基于大涡模拟湍流模型开展了瞬态流体力学分析并获得了燃料板所受的流体激励力。建立燃料板CFD模型，基于瞬态流体激励数据开展基于时域的结构动力学计算并获得燃料板的位移响应。计算结果显示，由于吊装结构形成的漩涡脱落，中间位置燃料板所受流体激励力远大于两侧位置燃料板。燃料板位移响应集中于自身的一阶频率，并且单组燃料板的一阶频率远大于湍流激励主频，因此燃料板没有在流体激励下共振的风险。考虑到入口湍流强度影响，基于矩形流道功率密度谱的流致振动分析方法保守性能不足。本研究可为新一代高性能燃料组件研发提供参考。

关键词：大涡模拟, 流致振动, 液态铅铋合金

基金资助：中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室基金课题（2022-JCJQ-LB-003）