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摘要
螺旋十字燃料（HCF）组件是一种新型的燃料组件设计方案，相对于传统的圆棒或板状燃料，HCF组件具有强交混、自支撑、无格架的特点。为评价HCF组件在热工水力和力学方面的性能，本文基于流固共轭传热方法建立了HCF组件两相沸腾传热模型和燃料棒热力耦合分析模型，获得了两相条件下的燃料棒和冷却剂温度、冷却剂空泡份额等参数分布以及不同燃耗深度下的燃料棒应力分布。结果表明，相对于圆棒组件，HCF组件可降低燃料中心温度和表面平均热流密度；发生沸腾临界时，HCF组件的线功率密度高于传统圆棒组件。初步热力耦合分析发现，对于金属芯体无气隙的HCF元件，燃料棒在辐照条件下受到较大的应力。
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