快堆闭式回路自然循环流量的快速计算分析
Rapid Analysis of Natural Circulation Flow Rate in Fast Reactor Closed-Loop Circuits
DOI: 10.12677/aepe.2025.134022, PDF,   
作者: 刘 佳, 姚 波, 吴碗烨, 方 圆, 贾兴亮, 娄亚娟, 刘红朝, 汤青松：武汉第二船舶设计研究所，湖北 武汉；苏振菲：中国核电工程有限公司，北京
关键词: 液态金属堆；自然循环；稳态流；快速计算；Liquid Metal Reactor； Natural Circulation； Steady State Flow； Fast Calculation
摘要: 快堆一回路采用闭式回路，固有安全设计要求考虑回路具有足够的自然循环能力，从而实现非能动安全功能(如余热排出、失流事故等)。传统CFD方法计算消耗资源高，难以满足快速迭代设计需求，迫切需要一种简化的快速计算快堆闭式回路自然循环的方法。本文针对液态金属冷却介质矩形闭合回路单相自然循环流动特点，建立了自然循环流量计算通用数学物理模型，并利用国际上NACIE铅基冷却自然循环试验数据进行了模型验证，表明所采用的模型可以满足快速计算分析要求。同时，研究了不同加热功率对自然循环流量的影响并拟合了自然循环流量和功率经验关系式。
Abstract: The primary circuit of the fast reactor adopts a closed circuit, and the inherent safety design requires that the circuit has sufficient natural circulation capacity to realize passive safety functions (such as waste heat discharge, flow loss accidents, etc.). The traditional CFD method consumes high resources and is difficult to meet the needs of rapid iterative design, so there is an urgent need for a simplified method to quickly calculate the natural circulation of fast stacked closed loops. According to the characteristic of singe-phase natural circulation flow in a closed loop for liquid metal cooling media, a general mathematical and physical model for calculation natural circulation flow was established. The model was validated using international NACIE lead based cooling natural circulation test data. The results showed that, the model can meet the requirements of quickly calculation and analysis. At the same time, the influence of different heating powers on natural circulation flow rate was studied and an empirical relationship between natural circulation flow rate and power was fitted.
文章引用：刘佳, 苏振菲, 姚波, 吴碗烨, 方圆, 贾兴亮, 娄亚娟, 刘红朝, 汤青松. 快堆闭式回路自然循环流量的快速计算分析[J]. 电力与能源进展, 2025, 13(4): 218-225. https://doi.org/10.12677/aepe.2025.134022

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