PWR栅元流固共轭传热CFD计算方案研究

为准确预测压水堆堆芯的热工水力状态，提高反应堆运行的经济性与安全性，针对典型堆芯内数万燃料栅元中的燃料释热过程与冷却剂流动传热过程的强相互作用关系，以及工程化仿真预测的效率需求开展研究。依据几何、质能守恒、传热问题的等效原理，针对燃料栅元中的流固区域，设计气隙等效的流固共轭传热计算方案，开发芯块、气隙、包壳、等效域的变物性计算程序，实现了稳态与瞬态流固共轭传热的精细化计算。通过对比不同方案表明：纯流体域计算会导致栅元的周向传热计算失真；气隙等效的流固共轭传热计算与无简化流固共轭传热计算相比，精度的最大误差为0.1%，存储资源的最小优化量为24.7%，效率的最小优化量为14.3%。