辐照回路装置热工水力特性数值模拟研究

来源：核动力工程杂志2025年第6期北京时间：

作者：扶靓虔, 何旭峰, 成松柏, 田瑞峰

单位：1.哈尔滨工程大学核科学与技术学院，哈尔滨，150001；2.中国核动力研究设计院，成都，610213；

摘要：辐照回路装置可用于研究核燃料的辐照性能，研究辐照回路装置内部的热工水力特性对于其设计和优化具有重要意义。本文通过计算流体动力学（CFD）软件对辐照回路装置进行数值模拟研究，采用可实现（Realizable）<i>k-ε</i>模型作为湍流模型进行计算。对不同的入口流量、入口温度、电加热板功率和外筒壁加热功率进行了计算分析，获得了辐照回路装置的速度场、温度场和散热量等参数。计算结果表明，辐照回路存在的狭缝其流体流量占总流量约2.4%，对装置的整体散热影响不大；方盒混合区的存在可以起到流体搅混作用，使得进入加热流道内部的流体流量更加均匀，有利于提高加热通道的流动稳定性；随着外筒壁加热功率下降，上升段温升会升高，对外侧流体的散热量会减少。该研究工作可为辐照回路装置的温度测点布置和狭缝流道流量分配提供指导作用。

关键词：辐照回路, 热工水力, 狭缝, 流动稳定性

基金资助：国家自然科学基金（U22B2093）