应用比例分析方法分析安全壳内液滴传热传质特性

在核电厂的安全壳分析中,安全壳比例分析可用于安全壳冷却系统重要现象的确定和试验数据充分性的论证。本文以非能动核电厂为例,应用比例分析方法对安全壳内液滴进行传热传质特性分析,量化了核电厂液滴的传热传质特性对质量、能量和压力变化率（RPC）的影响。通过本比例分析,可确定具体安全壳冷却系统对安全壳压力响应的影响程度。     

非能动安全壳冷却系统热工水力单项试验

非能动安全壳冷却系统热工水力单项试验研究是先进压水堆关键技术研究项目.本试验利用德国Karlsruhe研究中心的PASCO试验装置,并对其进行改造,主要研究事故工况下非能动安全壳环形空腔内传热传质机理,包括于平板传热试验、加热平板蒸发传热试验、辐射传热试验,从而获得不同温度、环腔尺寸、表面黑度、喷淋流量对流动及传热的影响,验证相关模型及为设计提供参考.     

应用GOTHIC8.0程序分析AP1000核电厂PCS传热传质过程

研究应用GOTHIC8.0程序分析AP1000核电厂非能动安全壳冷却系统(PCS)传热传质过程,通过理论计算和程序分析两种方式对分析结果进行比较和评价。研究结果表明:GOTHIC8.0程序的DLM-FM模型适用于模拟安全壳内蒸汽在安全壳内壁面的冷凝传热传质过程,Film模型适用于模拟安全壳外水膜的蒸发传热传质过程。GOTHIC8.0程序可用于分析AP1000核电厂PCS传热传质过程,为AP1000核电厂在设计基准事故(DBA)下安全壳响应分析提供了另一种可行的工具。     

核电站培训仿真器稳压器模型的改进

本文的改进模型采用两相非平衡态模型,考虑了稳压器内汽泡上升、液滴下降、喷淋凝结等各种传热传质过程。本文给出的模型与实验数据比较,吻合程度很好,并能满足核电站仿真器实时计算的要求。     

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。     

秦山二期核电厂安全壳喷淋系统误动事故情况下安全壳压力和温度的计算

安全壳是防止裂变产物泄漏的第三道屏障，它不仅要能随安全壳内在设计基准事故下所引起的压力，温度升高时所产生的机械应力和热应力，而且还要能承受由于安全壳喷淋系统误动作使安全壳内压力，温度降低所引起安全壳内的负压差。本文用ＰＡＲＥＯ程序对秦山二期核电厂安全壳喷淋系统误动作民政部下安全壳内压力，温度进行了计算，最后给出了最大负压差为２２ｋＰａ。     

AP1000安全壳流动循环与热分层一维模型分析

非能动安全壳冷却系统是先进大型压水堆AP1000核电厂的重要安全系统之一,该系统利用安全壳内及安全壳外空气流道中的自然循环过程将安全壳内的热量带至环境中,大空间内的循环与热分层现象对安全壳内的传热及流动特性具有重要影响。本文基于热分层理论,针对钢制安全壳内、外的自然循环过程,建立一维计算模型,在提高计算效率的基础上,得到安全壳内的温度分布,并与三维模型的计算结果进行了对比,验证了模型的合理性;同时得到了安全壳内压力及组分的分布。     

压水堆事故期间不同核素对安全壳内辐射监测仪表示值的贡献

事故期间安全壳内的辐射水平是堆芯损伤评价和进行防护决策的重要依据,计算不同堆芯状况下安全壳内辐射监测仪表示值是应用该方法的前提条件.文章比较了正常冷却剂释放、间隙释放和堆芯熔化状况下不同核素对安全壳内辐射监测仪表示值的相对贡献.在安全壳内无喷淋情况下,安全壳内辐射监测仪表示值主要来自碘和惰性气体;安全壳内有喷淋情况下的辐射监测仪表示值主要来自于惰性气体.     

基于液滴分析的高温高压流体喷射闪蒸模型研究

为加深对核电站一回路冷却剂泄漏相关的高参数流体喷射闪蒸特性的理解,本文采用模型计算的方法对高温高压流体喷射闪蒸热力学特性进行研究。本文模型综合考虑了液滴运动、液滴传热传质及液滴物性变化,计算分析了液滴温度分布、闪蒸效率及喷射闪蒸强度的变化。研究结果表明：提高过热度可有效降低液滴完成闪蒸所需的距离,并在大范围内提高闪蒸效率;减小液滴尺寸会导致同一位置处的液滴无量纲温度明显降低;流速变化主要影响液滴温度的空间分布,对液滴温度的时间分布几乎无影响;流速增大导致一定空间内的闪蒸效率降低;相比液滴尺寸变化对无量纲温度分布的影响,改变液滴尺寸对闪蒸效率的影响程度相对较小;液滴尺寸及过热度对喷射闪蒸强度的影响有个转折点,流速增加导致转折距离相应增大。     

应用DAKOTA程序耦合WGOTHIC程序进行安全壳压力响应敏感性分析

安全壳压力响应分析是验证非能动安全壳冷却系统(PCS)设计的重要内容,需考虑PCS的传热传质等各种现象的影响。本文应用DAKOTA程序耦合WGOTHIC程序对大型先进压水堆非能动安全壳压力响应进行敏感性分析,通过偏相关系数,定量评价了重要现象识别和排序表(PIRT)中各种现象对安全壳压力的影响程度。研究结果表明:质能释放现象、安全壳内初始环境条件、冷凝/蒸发现象显著影响安全壳压力。该研究结果为安全壳设计、安全分析和安全审评提供技术支持。     

Study on Heat Transfer Characteristics of Spray Droplets under Medium and Low Pressure Saturated Steam Environment

The heat transfer characteristics of spray droplets under medium and low pressure saturated steam environment as the engineering background were investigated in this paper. The results show that the change trends of heat transfer per unit mass with time are basically the same under different initial droplet velocities. The higher initial velocity gives rise to the higher heat transfer coefficient and heat transfer per unit mass. The droplet diameter has a significant influence on the change trend of heat transfer per unit mass with time. The decreasing trend of heat transfer per unit mass decreases gradually with time, and the longer time will be taken for the droplet surface temperature and average temperature reaching to ambient temperature of saturated steam if the droplet diameter is larger. The higher saturated steam pressure gives rise to the more rapid increases of droplet surface temperature and average temperature. Under different steam pressures, the droplet surface temperature or average temperature reach to the saturation temperature nearly at the same time. The surface temperature, average temperature and heat transfer per unit mass change with time basically the same at different initial temperatures. The results are helpful to optimize the design of spray system in practice engineering.     

Heat transfer of a nuclear reactor containment spray drop

Heat transfer rates to spray droplets under the conditions of a LOCA in a LWR have been evaluated by systematic solution of the governing partial differential equations subject to appropriate initial and boundary conditions. The numerical calculations are based on new correlations. The computations have been facilitated through the use of an efficient hybrid-difference scheme.Results have been provided for the average heat transfer and for the effects of the drop-size, droplet spray angle, initial injection velocity, the containment temperature and pressure on the heat transfer to the drop. The drop fall-heights before attaining thermal equilibrium with the containment atmosphere have been predicted for various conditions. The importance of accurately calculating the drag associated with a moving drop experiencing condensation has been discussed in the context of developing the results.     

非能动安全壳冷却系统膜状冷凝强化换热设计

非能动安全壳冷却系统(PCCS)能在反应堆发生事故时将安全壳内部的热量及时导出,避免安全壳因超温、超压而失效。为强化换热,本文设想在安全壳内部安装阻隔带和液滴收集装置,通过降低层流区液膜厚度、扰动不可凝气体隔离层并充分利用湍流的换热强化作用,降低总的换热热阻,提高换热效率。以AP1000为例,依托GDLM模型对改进前后安全壳的换热情况进行分析,结果表明,通过安装阻隔带和液滴收集装置,能降低安全壳壁面的液膜厚度,提高壁面热流量,从而实现强化换热。     

雾状钠火钠滴燃烧比率的模拟及应用

将雾状钠火中钠滴的燃烧分成预燃阶段和燃烧阶段,利用雾状钠火程序计算得到钠滴燃烧比率和时间的关系曲线,分别用幂函数、指数函数和线性函数对曲线进行拟合,拟合效果较好。拟合函数中包含钠滴下落时间和钠滴最大燃烧比率等参数,这些参数可通过钠滴下落燃烧试验或雾状钠火程序计算得到。通过推导得到了雾状钠火燃烧和单个钠滴燃烧的关系,钠滴燃烧比率的拟合函数被用来模拟雾状钠火燃烧的过程,包括用于计算已燃烧的钠质量、空气中未燃烧的钠质量、进入钠池的钠质量和雾状钠火的燃烧速率。当雾状钠火燃烧过程中钠泄漏流量恒定不变时,空气中未燃烧的钠质量和钠泄漏流量呈正比,雾状钠火的燃烧速率和钠泄漏流量呈正比。雾状钠火的燃烧速率和钠火造成的事故工艺间内的温度与压力变化直接相关。雾状钠火的燃烧速率被用来求解钠气溶胶的生成速率、钠燃烧火焰层和空气之间的传热、钠燃烧火焰层和墙壁之间的传热。总之,使用简单的函数模拟钠滴的燃烧比率曲线,将雾状钠火燃烧当成事故工艺间的热源和钠气溶胶源作为输入,便可模拟雾状钠火的整个燃烧过程,计算得到工艺间温度、压力和钠气溶胶浓度的变化。钠滴的燃烧比率曲线、雾状钠火的燃烧速率曲线还可与试验数据进行对比验证后作为雾状钠火模拟的输入,这种模拟方法可用于钠火事故安全分析中雾状钠火的模拟。     

钠冷快堆中喷雾钠火的计算分析

根据钠冷快堆中喷雾钠火的特点建立了理论模型，编制了SSPRAY程序。该程序模拟钠喷雾燃料过程中钠滴的运动、钠和氧气的燃烧反应、热量传递和质量传递等瞬态过程。用该程序计算了气体和墙壁温度、气体压力、氧气摩尔份额、喷雾流燃烧速率和热量热递速率等主要参数。利用AI实验数据和美国SPRAY－3A的计算结果对程序进行了验证，结果符合较好。     

安全壳非能动冷却能力分析计算

本文对LOCA工况长期稳定阶段安全壳非能动冷却系统的冷却能力进行分析计算。研究了安全壳外壁面与空气折流板之间内环廊的特性与参数。在假设安全壳内壁面温度的前提下,分析计算涉及的各传热过程,相关的安全壳外壁面冷却水膜蒸发量与未蒸发水温选用特定值。通过安全壳外壁面向内环廊空气散热量的两个相关等式形成闭环,进而修正假设的安全壳内壁面温度并重新迭代计算。计算结果表明,安全壳冷却导出热量为6.99 MW,而相应阶段安全壳内事故释放热量为6 MW,即对应本文分析的具体情况,安全壳非能动冷却设计是有效的。     

钠冷快增殖堆钠雾火分析计算

在钠冷快增殖堆假想事故中 ,由于管道破裂 ,钠喷出到有氧的房间引起钠雾火 ,导致房间内温度及压力的上升。在NACOM单个液滴燃烧模型的基础上 ,考虑燃烧钠液滴的运动以及由于钠液滴与气体的热平衡关系 ,并忽略由于液滴间的相互作用影响 ,编制程序SPCOM。对钠雾火过程中涉及的液滴运动、液滴燃烧、喷雾燃烧以及质量热量传递问题进行了模拟。计算了钠雾火引起的房间的温度及压力瞬变 ,并与实验进行了比较 ,符合良好