3×3花瓣形燃料棒-冷却剂耦合作用下子通道内过冷流动沸腾特性数值研究

来源：核动力工程杂志2024年第4期北京时间：

作者：杜利鹏, 宋尚典, 蔡伟华, 蒋泽平, 程琦, 张文超, 金光远

单位：1.东北电力大学能源与动力工程学院热流科学与核工程实验室，吉林吉林，132012；2.国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春，130012；

摘要：为推动花瓣形燃料棒在水冷堆中的工程应用，必须了解冷却剂在花瓣形燃料棒束子通道内过冷流动沸腾特性。为此，本研究采用欧拉两流体模型和壁面沸腾模型，开展了3×3花瓣形燃料棒-冷却剂耦合作用下过冷流动沸腾数值研究。利用模拟结果探究不同子通道内空泡份额、壁面温度、横向流速等参数分布，以及均匀加热方式与轴向余弦加热方式对流动与换热的影响。结果表明，角燃料棒上最先出现过冷沸腾，随着加热功率增加，角、边、中心燃料棒上的过冷沸腾起始点（ONB）位置不均匀性减小；在相同加热条件下，角燃料棒上ONB处壁面过热度最大，其次是边燃料棒，中心燃料棒最小；燃料棒内凹弧处表面热流密度大于外凸弧处。总加热量一定的条件下，余弦加热和均匀加热相比，其壁面分布不均匀性降低。

关键词：小型反应堆, 花瓣形燃料棒, 过冷沸腾, 过冷沸腾起始点（ONB）

基金资助：国家自然科学基金（52206233）；东北电力大学青年博士科研助推计划（BSZT04202104）