压力容器环形下降段内含硼溶液流动混合特性的数值模拟分析

发生堆芯应急冷却安注时,外部注入的含硼冷却剂与稀释水团将在环形下降段内发生混合,含硼冷却剂与稀释水团混合不均匀可能导致堆芯重返临界。本文基于Fluent 18.0对环形下降段内的流动混合特性进行分析。横截面的速度分布显示,入口截面的水平方向速度随周向位置的增加而显著衰减,而环形下降段下部区域横截面的速度分布趋于平缓;三维流线图显示,流体进入压力容器后在环腔内壁发生剧烈碰撞,随后绕环形下降段呈放射状流动。通过自定义硼酸溶液,并模拟其与稀释水团之间混合,数值结果与相关的实验研究结果较为一致;三维浓度分布显示,雷诺数较低时入口硼酸溶液将停滞在环形下降段上部空间,增加入口雷诺数有利于搅混均匀。     

安全壳内置换料水箱内自然对流现象试验研究

以第3代核电技术中广泛采用的安全壳内置换料水箱（IRWST）为对象，通过比例分析获得了自然对流现象的相似准则，设计了缩比试验装置，对事故条件下IRWST内的自然对流现象进行了试验研究，分析了IRWST内自然对流的演变规律及初始条件的影响。结果表明：相似格拉晓夫数、相似雷诺数和相似普朗特数是IRWST自然对流现象试验装置设计应遵循的相似准则；加热初期，IRWST内以轴向上升羽流为主，随冷热分层的形成，流体的轴向上升运动被抑制，转变为以IRWST中下部区域的径向横流为主；不同初始条件下IRWST内自然对流的演变规律基本一致，但流场演变过程的快慢、流体速度的大小不同。     

喷淋液滴在中低压饱和蒸汽环境下传热特性研究

本文以喷淋液滴在中低压饱和蒸汽环境下传热特性为工程背景，分析液滴初始动力学参数、环境蒸汽参数对液滴与蒸汽间传热特性的影响。计算结果表明，不同液滴初始速度下单位质量换热量随时间变化趋势基本一致，初始速度越大，换热系数越高，单位质量换热量也越大，液滴表面温度和平均温度达到饱和蒸汽环境温度的时间越短；液滴直径对单位质量换热量随时间变化趋势影响较为显著，液滴直径越大，单位质量换热量随时间降低的趋势逐渐变缓，液滴表面温度和平均温度达到饱和蒸汽环境温度的时间越长；饱和蒸汽压力越大，液滴表面温度和平均温度上升越快，但不同蒸汽压力下液滴表面温度或平均温度达到饱和温度的时间基本一致；不同液滴初始温度时，液滴表面温度、平均温度、单位质量换热量随时间变化基本一致。计算结果有助于优化工程实际中喷淋系统的设计。