CFD在核电工程中的应用

随着电子计算机和计算流体力学（Computer Fluid Dynamic，简称CFD）的迅猛发展，CFD数值模拟己逐渐成为工程设计的一个重要的辅助手段。

与此同时，随着近年来世人对清洁能源的认识与要求逐渐增加，世界的核电技术也从多年的停滞期全面进入恢复期。核电站设计的重要性势必提上日程。但福岛事件等重大事故的发生也告诫核电业界需始终保持警钟长鸣，对核电站的安全、质量要求有增无减。

由于核电站设计的特殊安全要求，其系统设计与常规电站有所不同，主要体现在：

• 核电站系统、设备安全要求较高；

• 系统流体工质参数高；

• 所用采用的设备非标件较多，并且多数大型设备缺乏实验数据，或者难以开展试验；

• 系统、设备需要开展瞬态设计计算。

由于以上原因，常规电站的一些设计选型方法难以满足核安全设计要求。因此需要用先进的计算方法取代传统设计对系统、设备进行精细化设计；需要开展瞬态计算以代替试验，以减少昂贵的试验费用。

应对此，近年来各类基于3D可视化的CFD商业软件在核电设计中大范围地得到应用。

这些软件常见于以下设计领域：

• 反应堆热工水力分析；
  

• 系统、设备局部瞬态安全分析；
  

• 各类电站改进项中流体系统热敏感区域的优化计算；
  

• 电站环境影响分析（包括烟羽扩散分析，水体温度影响等）
  

分析案例

堆芯融化事故模拟

反应堆系统模拟

反应堆堆芯模拟

反应堆燃料棒温度场模拟

核反应堆安全系统模拟

厂址大气环境模拟

厂址海湾流动模拟

相关动力设备模拟分析

相关热力设备模拟分析

冷却塔模拟