基于子通道分解的壁面效应分析方法研究

对具有重复结构特征的对象进行实验研究时,由于实验成本和实验条件的限制,只能选取其中部分结构开展实验,这部分结构与原型在热工水力特性方面差异的主要来源是壁面效应。基于子通道分解的思想提出一种判断壁面效应的简单准则,可为重复结构类部件的重复单元数目的选取提供合理的初步估计。通过对电功率为1000 MW的超临界水冷堆概念设计方案(CSR1000)燃料组件典型结构的参数优化分析,并与计算流体力学(CFD)数值计算进行比较。利用该方法对5×5棒束结构进行的典型性分析表明,5×5棒束结构是综合考虑边壁效应和实验成本后的均衡选择。     

计算流体力学应用于子通道分析的初步方法研究

多尺度耦合分析是目前开展反应堆安全分析的一种趋势，常规的多尺度耦合是将不同程序通过一公共耦合平台实现数据间的传递和交换。本文提出一种新的多尺度耦合思路，认为基于相对小尺度的分析手段可扩展应用至大尺度，并用计算流体力学（CFD）应用于子通道尺度的数值模拟方法进行验证。验证结果表明，该方法具有一定的合理性，但这种方法对湍流交混能力的考虑仍存在欠缺，还需进一步改进。     

水平管内两相流动网丝电容层析成像

1引言过程层析成像技术以两相流为主要研究对象[1],利用两相之间的物理性质的不同来确定两相流的相分布,达到成像的目的。实际工业过程考虑到安全性、经济性及速度的要求,电学层析成像技术成为首选方案,主要包括电阻过程层析成像(ERT)及电容过程层析成像(ECT)。非介入式的ERT和     

超临界水流动不稳定类型及动态特性分析

针对超临界水冷堆(SCWR)中可能出现的流动不稳定性,采用自编程序SCIA对并联双通道内的超临界水流动不稳定的动态特性进行研究,得到系统的水动力曲线.研究结果表明:超临界水流量脉动周期约为流体流过通道时间的1～2倍;流量脉动沿轴向存在明显的相位差,进出口相位差约为180°;流量扰动在拟临界区域传播较快,在其他区域传播较慢;超临界水流动不稳定动态特性符合密度波流动不稳定性的规律;流量漂移在SCWR中很难发生.     

超临界流动不稳定性实验的通道不对称性研究

针对国内外超临界水流动不稳定性实验研究的匮乏,结合并联双通道实验研究和数值计算成果,对影响实验可行性的通道不对称性进行了分析和讨论。分析了超临界水并联双通道流动不稳定性实验中流量脉动的变化过程,并采用自编程序对系统的稳态特性和瞬态特性进行求解。结果表明：双通道流量不对称会降低实验的可行性;流量不对称性由几何结构不对称性引起;超临界水的物性变化规律导致流量不对称性在流体温度跨过拟临界的过程中被放大;流量不对称的程度受流体温度和双通道总流量影响,实验过程中可通过减小双通道总流量来提高实验的可行性。     

矩形窄通道内DRYOUT模型研究

液膜干涸（DRYOUT）被广泛认为是诱发环状流区临界热流密度（CHF）的机理,已有DRYOUT模型对于矩形窄通道能否适用缺乏实验验证。本文通过比较几组不同的沉积率、夹带率关系式,得到了一优化的DRYOUT模型。计算结果表明：本文的模型较已有模型具有更高的精度,可用于矩形窄通道CHF的预测计算。     

丝网芯内钠薄液膜蒸发与毛细特性研究

高温碱金属丝网芯热管主要应用于核能、航空航天等领域。由于碱金属工质与常规低温工质在热物性上存在显著差异,且丝网芯热管内部运行机理复杂,碱金属工质在丝网芯表面的相变行为亟待研究。本文建立了以前驱膜理论和蒸发弯月面液膜理论为基础的丝网芯毛细蒸发薄液膜模型,考虑分离压力的电子分量与钠液膜热传导效应,对液态钠工质在丝网芯表面的毛细现象进行了分析,进而探究了不同运行参数对钠液膜传热传质与毛细特性的影响。研究表明,液态钠工质主要在本征弯月面内发生相变,运行温度通过改变工质热物性影响液膜的传热传质能力。丝网芯的动态调整能力与丝径和孔径等几何参数有关,通过改变液膜接触线位置,进而改变蒸发面积和三相接触线长度,从而影响丝网芯受力情况和传热传质能力,改变丝网芯表面液膜提供的毛细力。     

基于蒙特卡罗方法的IVR熔融池内热源时序模型构建及分析

堆内熔融物滞留（IVR）作为反应堆严重事故的关键缓解策略,目前已广泛应用于新一代压水堆（PWR）。针对IVR的有效性,如熔融池内对流、下封头传热、壁面临界热流密度（CHF）的估算等研究,是该领域数年来的热点。针对上述问题,国内外先后开展了数起实验,如COPO、BALI、SEMICO、COPRA等,并基于实验结果展开了大量数值模拟,以探索IVR下的传热规律,为其性能及设计提供参照。本文基于中子物理蒙特卡罗程序RMC对压力容器下封头熔融池模型进行了细网格建模及材料填充,并通过燃耗/衰变热计算DEPTH程序构建了熔融池内热源时序模型。研究结果显示,该模型能体现熔融池内热源变化趋势,得到的时序数据对IVR的进一步研究有重要意义。     

基于矩形窄缝通道实验数据的DNB机理模型评价

偏离泡核沸腾（DNB）对于压水堆安全具有重要意义。已有机理模型能否适用于矩形窄缝通道缺乏足够的实验验证。本文基于矩形窄缝通道实验数据,对微液层蒸干模型和汽泡壅塞模型两类DNB机理模型进行了计算评价。结果显示：汽泡壅塞模型适用范围较微液层蒸干模型宽;部分热工参数对模型计算性能有系统性影响。随空泡份额的增大,各模型的计算性能均变差,可能是通道几何差异所致。     

SCDAP/RELAP5分析UO2-Zr板型元件严重事故的方法研究

SCDAP/RELAP5是一种常见的机理性严重事故分析程序,能够分析多种类型的堆芯构件.通过对比分析SCDAP/RELAP5程序模拟棒形燃料元件与板型燃料元件堆芯在严重事故下行为的分析模型,结合UO2-Zr板型状元件堆芯的特性,提出了运用并改进SCDAP/RELAP5程序模拟UO2-Zr板型元件堆芯在严重事故下行为的研究方案.对程序结构的分析结果表明,SCDAP/RELAP5程序部分结构和模型适用于对UO2-Zr板型元件进行基本的严重事故分析,但需要通过创建新部件、研究新模型,并与已有模型的重新组合搭配才能较为精准地模拟UO2-Zr板型元件严重事故的实际行为.