一种气冷堆带绕丝燃料棒流致振动的分析方法技术

一种气冷堆带绕丝燃料棒流致振动的分析方法，根据绕丝定位方式的燃料棒进行建模，分别针对流体域以及固体域划分网格，并设置流固耦合交界面；流体域部分计算前调用氦气物性关系式，在流固耦合交界面上监测燃料棒表面的平均压力随时间的变化趋势。流体域采用大涡模拟模型，并选择WALE模型作为亚格子应力模型，进行瞬态计算，直至收敛。固体域部分设置固定端面，将流体域压力场加载到流固耦合交界面上，直至固体域每个时间步的有限元计算达到收敛；对流体激振力以及振动位移进行频域功率谱密度函数分析。本发明专利技术为气冷反应堆绕丝定位燃料棒束的流致振动以及振动导致的微动磨损问题提供了评估与指导。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及反应堆流致振动分析，具体涉及一种气冷堆带绕丝燃料棒流致振动的分析方法。

技术介绍

1、气冷反应堆是以氦气等气体作为冷却剂的一类反应堆。气冷堆堆芯设计紧凑，氦气由于其可压缩性和高流速等特点，在流道内搅混较为明显，流动过程会造成燃料棒表面压力的剧烈波动，导致燃料棒振动的产生。并且燃料组件长期处于高辐照、高服役温度的严苛条件，气体冷却剂动态冲击下棒束振动造成疲劳损伤的同时，导致氧化层磨蚀剥落从而加剧腐蚀，长换料周期需求凸显了上述问题，验证影响气冷反应堆的设计与安全可靠运行。因此评估气冷堆冷却剂高速冲击下稠密燃料棒束的响应机制显得尤为重要。冷却剂冲刷下燃料组件的稳定性和完整性研究也是气冷堆的重要技术瓶颈，其可靠性是决定气冷堆设计与安全特性的关键因素之一。

2、压水堆中定位格架与燃料棒之间的振动磨损占压水堆燃料破损泄漏比例高达55％。气冷堆燃料组件有一部分是采用金属螺旋绕丝定位维持棒束径向间隙以紧凑堆芯并提高换热效率，氦气等其他在流动过程中由于其可压缩性且流速较快，堆芯稠密布置燃料棒束中存在类似振动失效现象。随着燃耗加深，芯块肿胀和包壳热膨本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种气冷堆带绕丝燃料棒流致振动的分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种气冷堆带绕丝燃料棒流致振动的分析方法，其特征在于：步骤1中，所获得的带绕丝棒束组件流动通道三维几何为包含绕丝几何特征的完整三维几何模型。

3.如权利要求1所述的一种气冷堆带绕丝燃料棒流致振动的分析方法，其特征在于：步骤2中，流体域采用六面体和棱柱层混合网格的方法进行网格划分，并且需要采用RANS模型进行预计算，确定满足LES模型计算的网格尺寸。

4.如权利要求1所述的一种气冷堆带绕丝燃料棒流致振动的分析方法，其特征在于：步骤2中，由于流体是氦气，流体域计...

【技术特征摘要】

1.一种气冷堆带绕丝燃料棒流致振动的分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种气冷堆带绕丝燃料棒流致振动的分析方法，其特征在于：步骤1中，所获得的带绕丝棒束组件流动通道三维几何为包含绕丝几何特征的完整三维几何模型。

3.如权利要求1所述的一种气冷堆带绕丝燃料棒流致振动的分析方法，其特征在于：步骤2中，流体域采用六面体和棱柱层混合网格的方法进行网格划分，并且需要采用rans模型进行预计算，确定满足les模型计算的网格尺寸。

4.如权利要求1所述的一种气...

【专利技术属性】
技术研发人员：章静，郭宏建，巫英伟，苏光辉，田文喜，秋穗正，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：