《鈉冷快堆ALIP核主泵磁流體瞬態特性與流動穩定性研究》是依託江蘇大學，由趙睿傑擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鈉冷快堆ALIP核主泵磁流體瞬態特性與流動穩定性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙睿傑
- 依託單位：江蘇大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
ALIP電磁泵在大流量下內部流場穩定性控制是設計和製造第四代鈉冷快堆核主泵最關鍵的問題，研究磁流體在強變化電磁場作用下流動穩定性是解決該問題的基礎研究。本項目將以可冷卻1500 MWe級鈉冷快堆的ALIP作為設計目標，建立ALIP三維磁-流-熱多場耦合數值模型，並開展相關實驗驗證。主要研究內容有：1）基於LES模擬探明磁流體在外加強交變電磁場作用下通道內流動特性，掌握在不同流量、不同電磁場強度和遷移速度下通道內（特別是在哈特曼邊界層中）流態特性。2）採用基於RANS方法的MHD模型探究ALIP在大流量下內部產生不穩定現象的機理，包括泵兩端產生的非對稱磁場對磁流體的作用，泵內沿徑向分布磁場、渦電流對泵內磁流體流動的影響等。3）從改變磁場分布和泵內結構的角度，提出主動控制方案。本項目成果將提高對磁流體管道流在高雷諾數和強變化磁場下的認識；在套用研究上將為設計大流量核主泵提供理論和實驗支撐。
結題摘要
本項目以第四代鈉冷快堆核主泵可能採用的ALIP電磁泵為研究對象，針對其在大型化設計中出現的內部非穩態流動為研究內容，通過建立二維和三維數值模型來模擬泵內液態金屬鈉在交變電磁場耦合作用下瞬態流動過程，重點研究了泵內、外雙側布置線圈與傳統單側布線對速度、磁場、洛倫茲力產生的影響；三維泵內流道瞬態流動過程及非穩態流動（渦流、回流）產生的機理和時空演化特性，發現了雙側布線可以顯著均化泵內流道各物理場沿徑向分布、泵內非穩態流動產生的臨界流量、泵內子午面渦流先從外側產生逐漸擴大、泵內周向面渦流的區域和大小與脈動速度和磁場的波長有關，在此基礎上提出了兩種泵內穩流設計方案。目前國際上日本、韓國、俄國和法國針對此類泵都有大量研究，其中日本更是成功研製了一款流量超100方的示範泵。本項目的研究成功填補了我國在這方面的研究空白，為設計大型ALIP電磁泵提供了理論模型和設計模擬方法，具有較重要的套用價值。
