2.1LMFR冷却剂的热工水力特性研究11/50自前最为通用的液态金属换热关系式形式：Nu=α+βPe德国KITTHESYS和THEADES实验台架五步发展策略19-裸棒压降实验瑞流模型19-堵流实验绕丝固定19棒束实验验证实验19-裸棒传热实验欧洲MYRRHA项目（铅）NACIE格架/绕丝固定19棒束实验大流量、小流量、自然循环意大利ENEACIRCE格架固定19棒束实验目前大部分模型都是针对裸棒开发，考虑格架和绕丝的模型匮乏
11/50 目前最为通用的液态金属换热关系式形式： Nu Pe = + 德国KIT THESYS和THEADES实验台架 湍流模型 验证实验 19-裸棒压降实验 19-裸棒传热实验 绕丝固定19棒束实验 19-堵流实验 五步发展策略 意大利 ENEA CIRCE NACIE 格架固定19棒束实验 格架/绕丝固定19棒束实验 欧洲MYRRHA项目（铅铋） 大流量、小流量、自然循环 目前大部分模型都是针对裸棒开发，考虑 格架和绕丝的模型匮乏 2.1 LMFR冷却剂的热工水力特性研究
2.1LMFR冷却剂的热工水力特性研究12/50I液态金属流动换热CFD模拟液态金属中，导热机理比动量传递机理更占支配地位，流动边界层与温度边界层分离直接模拟DNS基于雷诺类比假定的流模型对于液态金属计算精度所需资源工质不再适用大涡模拟LESVeloctyfield雷诺时均方法RANSTemperature field (Pr = 0.01)Temperaturefield (Pr=1)研究需求口开发适用于低Pr数流体和多种流动状态（强迫/自然/混合循环）的瑞流模型口开展液态金属，特别是铅合金换热实验，进行流模型的开发和验证
12/50 液态金属流动换热CFD模拟 ➢ 液态金属中，导热机理比动量传递机理更占 支配地位，流动边界层与温度边界层分离 ➢ 基于雷诺类比假定的湍流模型对于液态金属 工质不再适用 直接模拟 DNS 大涡模拟 LES 雷诺时均方法 RANS 所 需 资 源 计 算 精 度 开发适用于低Pr数流体和多种流动状态（强迫/自然/混合循环）的湍流模型 开展液态金属，特别是铅铋合金换热实验，进行湍流模型的开发和验证 研究需求 2.1 LMFR冷却剂的热工水力特性研究
2.1LMFR冷却剂的热工水力特性研究13/50ToTPWRLMFRyonesus0Ottr品九T水液态钠6,≤0%6,~8mPr<1Pr~l0.89Pr数4.87E-3液态金属传热：金属原子的导热占主导导热0.5467.03Nu=α+ βPe系数反应堆热工设计基础5.741.27比热起始沸腾过热度可达几百K汽化1325.704264.32潜热气泡的形成是爆发性的表面12.09164.36反应堆安全分析基础张力
2.1 LMFR冷却剂的热工水力特性研究 13/50 0.89 0.54 5.74 1325.70 12.09 4.87E-3 67.03 1.27 4264.32 164.36 PWR LMFR • 液态金属传热：金属原子的导 热占主导 • 起始沸腾过热度可达几百K • 气泡的形成是爆发性的 Nu Pe = + Pr数 导热 系数 比热 汽化 潜热 表面 张力 反应堆热工设计基础 反应堆安全分析基础 水 液态钠
2.2LMFR堆芯/组件热工水力特性研究14/50堆芯/组件热工水力研究的主要目的：>获得堆芯/组件内精细流场、温度场分布>对事故工况下堆芯状况进行合理可靠预测典型铅铋堆组件设计CLEAR-IADS系统需求较硬中子能谱，棒束较密绕丝固定如MYRRHA,CLEAR-I要求堆芯压降尽可能低纯动力堆如ALFRED,ELSY格架固定铅铋堆棒束排列可比钠堆更疏232,73mm(17.pins铅铋堆堆芯/组件特殊热工水力问题堵流事故——铅铋合金腐蚀特性盒间流一LMFR六边形闭式组件盒设计VF(Pebet)= 32,1%VF(5tue0) = 10,2%- (950*C)(480*C)(440*C)ELSY
14/50 典型铅铋堆组件设计 ADS系统 需求较硬中子能谱，棒束较密 要求堆芯压降尽可能低 纯动力堆 铅铋堆棒束排列可比钠堆更疏 绕丝固定 格架固定 如MYRRHA,CLEAR-I 如ALFRED,ELSY CLEAR-I 堆芯/组件热工水力研究的主要目的： ➢ 获得堆芯/组件内精细流场、温度场分布 ➢ 对事故工况下堆芯状况进行合理可靠预测 铅铋堆堆芯/组件特殊热工水力问题 堵流事故—— 盒 间 流—— 铅铋合金腐蚀特性 LMFR六边形闭式组件盒设计 ELSY 2.2 LMFR堆芯/组件热工水力特性研究
2.2LMFR堆芯/组件热工水力特性研究15/50堵流事故堵流物来源：固体颗粒堆积，包括冷却剂从包壳或结构材料表面夹带而来和冷却剂内部氧化产生，更严重的可能包含燃料碎片，使其自身产热。入口堵流内部堵流瞬间堵流累积堵流堵流事故分类格架型堵流绕丝型堵流堵流事故发展包壳局部温度超冷却恶化包壳破损堵流事故发生→冷却剂流量减少→过限值
15/50 堵流事故 堵流事故发生 冷却剂流量减少 冷却恶化 包壳局部温度超 过限值 包壳破损 堵流物来源：固体颗粒堆积，包括冷却剂从包壳或结构材料表面夹带而来和冷 却剂内部氧化产生，更严重的可能包含燃料碎片，使其自身产热。 堵流事故分类 入口堵流 内部堵流 瞬间堵流 累积堵流 堵流事故发展 格架型堵流 绕丝型堵流 2.2 LMFR堆芯/组件热工水力特性研究