基于共轭传热的棒束通道两相流动及CHF特性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11805195
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2803.反应堆物理与技术
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Accurate prediction of the critical heat flux (CHF) in a PWR fuel rod bundle with spacer grid is of great importance for the design and screening of nuclear fuel assembly. Recently, most of the researches on the prediction of CHF in a rod bundle with spacer grid through numerical approach do not take the effect of conjugate heat transfer into consideration. This project will establish the numerical models to simulate the boiling two-phase flow with conjugate heat transfer through mechanism analysis. On the basis of boiling two-phase flow, new method to predict the CHF will be proposed and the effect of conjugate heat transfer on the simulation of boiling two-phase flow and CHF prediction will be studied. Then, through simulation on the boiling two-phase flow in fuel rod bundles with spacer grid, and analysis on the relation between CHF and two-phase distribution, numerical models and method for the prediction of CHF in PWR rod bundle with spacer grid will be proposed. This project will clarify the mechanism of boiling two-phase flow with conjugate heat transfer, providing guidance for the design, optimization and safety analysis of spacer grid.
准确预测压水堆格架棒束通道的临界热流密度(CHF),对燃料组件格架的设计及筛选具有重要的指导意义。当前采用数值方法预测棒束通道CHF的研究中大多并未考虑流固共轭传热的影响。本项目将通过深入研究流固共轭传热两相流动的机理,建立共轭传热两相流动模拟的数值模型,在此基础上建立CHF的预测方法并分析共轭传热对两相流动模拟和CHF预测的影响规律。最后通过数值模拟研究压水堆格架棒束通道内的沸腾两相分布特性,分析CHF的发生与两相分布的联系,建立棒束通道CHF的预测方法和模型。本项目的开展,有助于揭示流固共轭传热两相流动的重要机理,为压水堆燃料组件的设计、优化和安全分析提供重要的指导。

结项摘要

准确预测压水堆格架棒束通道的临界热流密度(CHF),对燃料组件格架的设计及筛选具有重要的指导意义。当前采用数值方法预测棒束通道CHF的研究中大多并未考虑流固共轭传热的影响。本项目开展了基于流固共轭传热的沸腾两相流动数值模型研究,并基于该模型,对竖直加热圆管、燃料子通道和全长尺寸5×5格架棒束通道内沸腾两相流动及CHF预测方法进行了研究。具体如下:.1)耦合固体传热和流体过冷沸腾两相流动,通过流固界面传递,建立了基于流固共轭传热的过冷沸腾两相流动数值模型。.2)采用流固共轭传热两相流动数值模型,对燃料棒典型栅元和竖直加热圆管内过冷沸腾两相流动进行了模拟,计算得到值与试验值都符合良好。同时发现在入口和出口处,采用共轭传热能更好的模拟出口处壁面温度下降的趋势,但对于截面平均空泡份额和主流的平均温度影响较小。.3)采用准瞬态的方法,对圆管内CHF特性进行了数值预测,发现了与试验中壁面温度飞升相似的温度飞升现象。采用该预测方法,圆管工况平均误差仅为6.2%。.4)进一步对5×5全尺寸格架棒束两相流动进行了模拟,在高空泡份额的上部测量面计算得到值与试验值都吻合良好。同时发现采用共轭传热能更好捕捉加热表面热流密度的波动变化;在搅混翼下游附近平面加热棒表面两种模拟方式空泡份额分布规律基本一致;共轭传热在三个测量平面模拟周向液体温度都高于非共轭传热模拟结果且两者分布规律差距较大。.5)采用准瞬态的方法,对5×5全尺寸格架棒束通道CHF特性进行了数值预测,发现了与试验中壁面温度飞升相似的温度飞升现象。预测得到的CHF值的误差为-13.5%。.本项目的开展,有助于揭示流固共轭传热两相流动的重要机理,为压水堆燃料组件的设计、优化和安全分析提供重要的指导。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(3)
专利数量(0)
基于流固共轭传热的两相流动数值模拟及燃料子通道CHF预测研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    原子能科学技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯琳娜;李权;黄永忠;刘振海;齐飞鹏;M. Avramova
  • 通讯作者:
    M. Avramova

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其他文献

一段式短程硝化-厌氧氨氧化生物脱氮技术与工艺
  • DOI:
    10.13205/j.hjgc.201704004
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    环境工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李博洋;王少坡;李权;于静洁;邱春生;孙力平
  • 通讯作者:
    孙力平
SOX4介导的EMT在肺癌中的作用及其机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    安徽医科大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余坤;李鸿生;张琳玲;杜亚茜;李权;王晓雄;蔡静静;马露瑶;周永春
  • 通讯作者:
    周永春
三氮杂苯-(水)_3簇氢键结构性质
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    四川师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
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  • 作者:
    赵可清;孙定光;李权
  • 通讯作者:
    李权
吸附法分离提取锶的研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    中国矿业
  • 影响因子:
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  • 作者:
    高晓雷;郭探;张慧芳;李权;叶秀深;吴志坚
  • 通讯作者:
    吴志坚
基于非参数估计和最优Copula的电力系统概率潮流算法
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    电气自动化
  • 影响因子:
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  • 作者:
    李权;王鑫;郎永波;王昕
  • 通讯作者:
    王昕

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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