严重事故下大功率先进压水堆IVR-ERVC有效性分析 被引量：3

1

作者 金越 刘晓晶 +1 位作者 程旭 陈薇 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期116-124,共9页

通过压力容器外部冷却(ERVC)以实现堆内熔融物滞留(IVR)作为反应堆严重事故缓解管理的一项重要举措一直以来广泛受到关注和研究。本文使用严重事故分析程序MELCOR,从瞬态角度对大型先进压水堆进行了IVR-ERVC相关研究。过程中重点关注了... 通过压力容器外部冷却(ERVC)以实现堆内熔融物滞留(IVR)作为反应堆严重事故缓解管理的一项重要举措一直以来广泛受到关注和研究。本文使用严重事故分析程序MELCOR,从瞬态角度对大型先进压水堆进行了IVR-ERVC相关研究。过程中重点关注了堆芯熔毁和重新定位,熔池形成、生长及其传热过程,并且对压力容器外部流动传热进行了分析。MELCOR计算所得下封头热流密度分布的瞬态结果与临界热流密度(CHF)比较和分析表明,1700 MWe大功率压水堆发生严重事故后在IVRERVC条件下能够保证压力容器的完整性,即,IVR-ERVC能够有效带出下封头熔融物的衰变热量,缓解严重事故后果。 展开更多

关键词 严重事故 瞬态分析 堆芯熔毁 熔池形成 IVR-ervc

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非能动IVR-ERVC试验装置的流动特性初步研究 被引量：4

2

作者 唐超力 匡波 +2 位作者 刘鹏飞 朱晨 王凡 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期59-66,共8页

本文采用RELAP5/MOD3对全高度非能动的压力容器外部冷却(External Reactor Vessel Cooling,ERVC)一维传热与流动特性试验装置REPEC-II,进行了装置流道流动特性的预测计算,并结合REPEC-II的部分工况的试验结果,初步分析了ERVC流道的自然... 本文采用RELAP5/MOD3对全高度非能动的压力容器外部冷却(External Reactor Vessel Cooling,ERVC)一维传热与流动特性试验装置REPEC-II,进行了装置流道流动特性的预测计算,并结合REPEC-II的部分工况的试验结果,初步分析了ERVC流道的自然循环能力与循环流动特性。计算结果与实测数据之间一致性较好;可视化观测与计算、实测结果之间互相印证,揭示了部分流道流动及不稳定性机理特征;运用模拟与预测计算还可进一步研究装置的流道流动特性,并用于后续试验与应用的规划与优化。 展开更多

关键词 IVR-ervc 流道流动特性 工程验证试验 RELAP5

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超蒸发表面结构应用于ERVC增强的初步实验研究 被引量：1

3

作者 徐辉 匡波 +2 位作者 刘鹏飞 唐琪 王凡 《应用科技》 CAS 2019年第3期110-115,共6页

为解决大型先进反应堆下封头高热负荷的挑战,通过堆内熔融物滞留(IVR)的严重事故缓解措施,向堆腔注水,实施压力容器外部冷却(ERVC),使下封头(RPV)的热负荷分布不超过临界热通量(CHF)。通过在模拟ERVC条件的自然循环回路上,开展光滑面和... 为解决大型先进反应堆下封头高热负荷的挑战,通过堆内熔融物滞留(IVR)的严重事故缓解措施,向堆腔注水,实施压力容器外部冷却(ERVC),使下封头(RPV)的热负荷分布不超过临界热通量(CHF)。通过在模拟ERVC条件的自然循环回路上,开展光滑面和开槽面在朝下倾斜表面方位角为7.5°、37.5°、67.5°和82.5°的沸腾传热与CHF的对比实验,发现在ERVC的低流速过冷沸腾条件下,由于超蒸发效应,开槽面上沸腾换热显著增强,CHF得到明显提高,从而初步验证了其应用于增强ERVC热负荷有效性的可行性。 展开更多

关键词 IVR-ervc 开槽面 超蒸发效应 沸腾换热 临界热通量 严重事故 RPV 缓解措施

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DVI 管线中小破口叠加 IRWST 失效引发严重事故的 ERVC 研究 被引量：1

4

作者 赵国志 曹欣荣 石兴伟 《核安全》 2014年第1期59-63,共5页

以AP1000核电厂为参考对象,采用SCDAP/RELAP5/MOD3.4程序,用确定论方法计算直接注入(DVI)管线中、小破口初因叠加内置换料水箱(IRWST)失效严重事故和采取压力容器外部冷却(ERVC)后的效果,重点分析了主要非能动注入系统的响应,熔池和下... 以AP1000核电厂为参考对象,采用SCDAP/RELAP5/MOD3.4程序,用确定论方法计算直接注入(DVI)管线中、小破口初因叠加内置换料水箱(IRWST)失效严重事故和采取压力容器外部冷却(ERVC)后的效果,重点分析了主要非能动注入系统的响应,熔池和下封头行为。计算结果表明,DVI管线发生破口导致堆芯熔化比热段同等尺寸破口要早,ERVC可以有效防止下封头熔穿。 展开更多

关键词 AP1000 DVI管线 熔池 下封头 ervc

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基于RELAP5的ERVC两相自然循环能力研究

5

作者 赵国志 曹欣荣 石兴伟 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1133-1140,共8页

利用RELAP5程序建立压力容器外部冷却(ERVC)系统模型,在水淹平衡条件下分析不同的安全壳内压力、冷却水过冷度、加热功率和水淹水位对系统两相自然流动能力的影响,找到各工况下的临界过冷度和不稳定性边界。结果表明:AP1000的ERVC系统... 利用RELAP5程序建立压力容器外部冷却(ERVC)系统模型,在水淹平衡条件下分析不同的安全壳内压力、冷却水过冷度、加热功率和水淹水位对系统两相自然流动能力的影响,找到各工况下的临界过冷度和不稳定性边界。结果表明:AP1000的ERVC系统设计具有很大裕量,仅依靠自然循环就可通过下封头对熔池进行有效冷却;安全壳内压力越高、冷却水过冷度越低、加热功率越大、水淹水位越高,两相自然循环流量越高。但当加热功率水平较低时,压力对临界过冷度影响不大;冷却水过冷度低于临界值时,会发生剧烈的倒流和流量震荡现象;当水淹水位低于5.5m时,不能建立稳定的两相自然循环流动。 展开更多

关键词 ervc 两相自然循环 流动特性 不稳定性边界 RELAP5

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大功率压水堆严重事故下IVR-ERVC对裂变产物释放的影响

6

作者 陈海英 孙洪平 +2 位作者 兰兵 史强 刘福东 《工业安全与环保》 2019年第1期51-54,共4页

以大功率非能动压水堆为研究对象,采用MAAP程序研究RCS热管段5 cm小破口始发严重事故下IVR-ERVC对裂变产物释放的影响。结果表明,启动ERVC时安全壳内的Cs I质量份额约0. 29,释放到环境中的惰性气体和Cs I质量份额分别为0. 001 3,1. 95&#... 以大功率非能动压水堆为研究对象,采用MAAP程序研究RCS热管段5 cm小破口始发严重事故下IVR-ERVC对裂变产物释放的影响。结果表明,启动ERVC时安全壳内的Cs I质量份额约0. 29,释放到环境中的惰性气体和Cs I质量份额分别为0. 001 3,1. 95×10^(-5),不启动ERVC时安全壳内的Cs I质量份额约为0. 38,释放到环境中的惰性气体和Cs I质量份额分别为0. 94,2. 95×10^(-2)。大功率非能动压水堆严重事故后启动ERVC,能有效地将熔融物滞留在压力容器内,保持压力容器的完整,降低事故后惰性气体和Cs I向环境的释放量。 展开更多

关键词 严重事故 MAAP IVR-ervc 大功率压水堆 裂变产物

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非能动系统可靠性分析方法在AP1000非能动ERVC系统中的应用 被引量：1

7

作者 崔成鑫 常华健 +1 位作者 黄挺 陈炼 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1793-1800,共8页

由于核电厂安全水平要求的逐渐提高,越来越多的非能动系统被用于先进反应堆堆型中,但对这些非能动系统可靠性评价的工作还处于初级阶段。本文根据非能动系统可靠性评价流程,通过RELAP5热工水力学程序模拟非能动系统物理过程,对AP1000反... 由于核电厂安全水平要求的逐渐提高,越来越多的非能动系统被用于先进反应堆堆型中,但对这些非能动系统可靠性评价的工作还处于初级阶段。本文根据非能动系统可靠性评价流程,通过RELAP5热工水力学程序模拟非能动系统物理过程,对AP1000反应堆压力容器外部冷却(ERVC)系统进行了可靠性评价。通过计算得到了压力容器下封头温度等参数的累积密度分布曲线,根据不同的成功准则即可获得AP1000ERVC系统的可靠性。该非能动系统可靠性评价结果可用于核电厂PSA模型中,以更好地指导核电厂设计及提高核电厂的安全性。 展开更多

关键词 可靠性评价 非能动系统 反应堆压力容器外部冷却 不确定性

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RELAP5模拟AP1000 ERVC自然循环过程研究

8

作者 崔成鑫 陈炼 胡啸 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期48-55,共8页

压力容器外部自然循环冷却(ERVC)系统作为AP1000的非能动安全系统之一,对熔融物堆内滞留,阻止放射性物质大规模释放起到关键的作用。本文通过RELAP5程序针对AP1000的ERVC系统建立模型,进行自然循环冷却的物理过程模拟,并对加热功率,冷... 压力容器外部自然循环冷却(ERVC)系统作为AP1000的非能动安全系统之一,对熔融物堆内滞留,阻止放射性物质大规模释放起到关键的作用。本文通过RELAP5程序针对AP1000的ERVC系统建立模型,进行自然循环冷却的物理过程模拟,并对加热功率,冷却水过冷度,安全壳压力等关键参数进行了敏感性分析。除此之外本文还对分析模型进行简化,并对比了两个模型的计算结果,证明了简化的合理性。 展开更多

关键词 自然循环 压力容器外部冷却系统 流动特性 RELAP5

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RELAP5模拟AP1000 ERVC自然循环过程研究

9

作者 崔成鑫 陈炼 胡啸 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2016年第2期165-171,共7页

压力容器外部自然循环冷却(ERVC)系统作为AP1000的非能动安全系统之一,对熔融物堆内滞留,阻止放射性物质大规模释放起到关键的作用。本文通过RELAP5程序针对AP1000的ERVC系统建立模型,进行自然循环冷却的物理过程模拟,并对加热功率、冷... 压力容器外部自然循环冷却(ERVC)系统作为AP1000的非能动安全系统之一,对熔融物堆内滞留,阻止放射性物质大规模释放起到关键的作用。本文通过RELAP5程序针对AP1000的ERVC系统建立模型,进行自然循环冷却的物理过程模拟,并对加热功率、冷却水过冷度、安全壳压力等关键参数进行了敏感性分析。除此之外,本文还对分析模型进行简化,并对比了两个模型的计算结果,证明了简化的合理性。 展开更多

关键词 自然循环 压力容器外部冷却系统 流动特性 RELAP5

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纳米流体强化下封头CHF的数值模拟研究

10

作者 冯敏娜 张雷 +1 位作者 杨雨馨 毕胜山 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第2期520-526,共7页

本文引入了纳米流体热物性和纳米颗粒沉积对汽化核心密度和气泡脱离直径的影响,改进了壁面沸腾模型,开展了纳米流体强化下封头CHF的数值模拟研究。计算了不同工况下的CHF,与实验数据相比偏差不超过16.9%,验证了本文建立的模型的可靠性... 本文引入了纳米流体热物性和纳米颗粒沉积对汽化核心密度和气泡脱离直径的影响,改进了壁面沸腾模型,开展了纳米流体强化下封头CHF的数值模拟研究。计算了不同工况下的CHF,与实验数据相比偏差不超过16.9%,验证了本文建立的模型的可靠性。通过数值模拟和使用标准回归系数方法,探究了入口流速、入口过冷度、出口压力、纳米流体浓度和流道宽度等热工参数对纳米流体强化下封头CHF的影响。结果发现,入口过冷度和入口流速的影响较大,纳米颗粒浓度和流道宽度对CHF影响很小。 展开更多

关键词 纳米流体 临界热流密度 IVR-ervc

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损伤状态下某桩板式挡土墙稳定性预警 被引量：5

11

作者 徐乾 杨超 +1 位作者 郭鸿 郭光玲 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期47-53,共7页

为了探究受损挡土墙结构的稳定性预警方法,首先分析挡墙-土体系统受力状态和土压力与挡墙稳定性及土体基床系数之间的关系;其次基于小波包频带能量谱分析,提出损伤预警指标——能量比变异系数(ERVC);然后分析ERVC、土压力及挡墙稳定性... 为了探究受损挡土墙结构的稳定性预警方法,首先分析挡墙-土体系统受力状态和土压力与挡墙稳定性及土体基床系数之间的关系;其次基于小波包频带能量谱分析,提出损伤预警指标——能量比变异系数(ERVC);然后分析ERVC、土压力及挡墙稳定性三者间的内在联系,提出一种用于损伤状态下的挡墙结构稳定性预警方法,即通过ERVC预警挡墙的稳定状态;最后以某桩板式挡墙为例,建立墙-土系统简化力学模型及其有限元模型,并修正有限元模型参数,得到墙-土系统基准有限元模型,以验证该预警方法的有效性。结果表明:随ERVC增大,挡墙稳定性逐渐降低;当ERVC达到界限值时,挡墙进入临界稳定状态。 展开更多

关键词 挡土墙 稳定性预警 土压力 损伤预警指标 能量比变异系数(ervc) 基准有限元模型

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纳米流体对倾斜朝下加热面沸腾换热特性的影响 被引量：1

12

作者 朱晨 匡波 +3 位作者 孙伟 范云良 张志 唐超力 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期268-272,共5页

本文通过在工质中加热不同纳米颗粒进行倾斜朝下表面的池沸腾实验来研究纳米材料改善沸腾传热的特性。常压下,倾斜角为0°、15°、30°时,在去离子水,体积浓度为0.01%、0.02%、0.05%的Al2O3纳米流体,体积浓度为0.001%、0.0... 本文通过在工质中加热不同纳米颗粒进行倾斜朝下表面的池沸腾实验来研究纳米材料改善沸腾传热的特性。常压下,倾斜角为0°、15°、30°时,在去离子水,体积浓度为0.01%、0.02%、0.05%的Al2O3纳米流体,体积浓度为0.001%、0.005%、0.01%的Cu-20纳米流体,体积浓度为0.01%的Cu-100纳米流体的工况下进行池沸腾试验。同时利用高速摄像设备对气泡的运动进行图像采集,结合试验结果对纳米流体影响沸腾传热的特性进行研究。研究表明:相较于去离子水,Al2O3纳米流体的换热系数增加了23.1%,而Cu-20纳米流体的换热系数增加了42.5%,Cu-100纳米流体的换热系数增加了92.9%;对于Cu-20纳米流体,体积浓度变大,换热系数增加。 展开更多

关键词 IVR-ervc 倾斜朝下加热面 纳米流体 沸腾换热

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熔融物堆内滞留条件下压力容器变形 被引量：9

13

作者 温爽 李铁萍 +1 位作者 李聪新 高新力 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期76-81,共6页

熔融物堆内滞留(In-Vessel Retention,IVR)已经成为第三代反应堆一项关键的严重事故缓解策略,而压力容器外部冷却(External Reactor Vessel Cooling,ERVC)技术则是保证IVR得以成功实施的关键。当发生堆芯熔化时,高温熔融物对压力容器(Re... 熔融物堆内滞留(In-Vessel Retention,IVR)已经成为第三代反应堆一项关键的严重事故缓解策略,而压力容器外部冷却(External Reactor Vessel Cooling,ERVC)技术则是保证IVR得以成功实施的关键。当发生堆芯熔化时,高温熔融物对压力容器(Reactor Pressure Vessel,RPV)下封头的热冲击会导致RPV壁面和由其构成的外部冷却通道的形状发生变化,使局部传热恶化,进而造成IVR的失效。因此,有必要对IVR条件下RPV壁面的变形进行研究。本文利用有限元软件ANSYS对RPV进行了几何建模、温度场分析和力学场分析。结果表明,在RPV外部实现冷却、内部实现泄压的前提下,壁面变形为13.85-18.75 mm。在1 MPa内压的作用下,高温蠕变会使壁面变形随时间增大,但其增量有限。热膨胀是造成壁面变形的主要因素。 展开更多

关键词 熔融物堆内滞留 压力容器外部冷却 临界热流密度 外部冷却通道 CRITICAL HEAT FLUX (CHF)

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大功率先进压水堆IVR有效性评价中熔池换热研究 被引量：5

14

作者 鲍晗 金越 +1 位作者 刘晓晶 杨燕华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期234-240,共7页

熔融物堆内滞留-压力容器外部冷却(IVR-ERVC)是一种重要的核电厂严重事故缓解措施。当前针对IVR有效性评价的方法主要是基于集总参数模型对下封头熔池换热进行分析。在大功率先进压水堆熔池集总参数法计算中,堆芯重量变大、压力容器尺... 熔融物堆内滞留-压力容器外部冷却(IVR-ERVC)是一种重要的核电厂严重事故缓解措施。当前针对IVR有效性评价的方法主要是基于集总参数模型对下封头熔池换热进行分析。在大功率先进压水堆熔池集总参数法计算中,堆芯重量变大、压力容器尺寸增加会导致熔池自然对流换热中的瑞利数Ra′增大。通过使用集总参数分析程序,对比研究熔池氧化层各换热模型的适用范围,计算大功率先进压水堆高瑞利数条件下稳态熔池的自然对流换热,模拟两层稳态熔池模型中压力容器外壁面的热流密度分布,对其进行选定严重事故序列下的IVR-ERVC有效性评价,并对堆内构件设计提出建议。 展开更多

关键词 熔融物堆内滞留-压力容器外部冷却 大功率先进压水堆 集总参数模型 自然对流换热

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压力容器外部冷却可视化图像分析研究 被引量：2

15

作者 薛艳芳 张祥 田道贵 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期21-24,共4页

针对反应堆压力容器外部冷却(ERVC)缩比试验台架的可视化视频数据,基于Matlab商业软件开发相应图像自动分辨和界面捕捉程序IMGPROCS1对下朝向半球形结构的沸腾两相流动可视化数据进行批量处理分析。通过图像分析程序的批量处理,分析了... 针对反应堆压力容器外部冷却(ERVC)缩比试验台架的可视化视频数据,基于Matlab商业软件开发相应图像自动分辨和界面捕捉程序IMGPROCS1对下朝向半球形结构的沸腾两相流动可视化数据进行批量处理分析。通过图像分析程序的批量处理,分析了不同工况下ERVC过程中沸腾汽泡的界面演化、汽膜厚度、沸腾循环周期等汽泡行为特征。结果表明:核态沸腾工况下,随着热流密度的增加,汽膜厚度逐渐增大;沸腾循环周期维持一恒定值。 展开更多

关键词 压力容器外部冷却(ervc) 可视化 图像处理 沸腾临界

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压力容器-保温层流道变形条件下临界热流密度试验研究 被引量：1

16

作者 刘宇生 薛艳芳 +3 位作者 王昆鹏 温爽 张钲新 李聪新 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期52-57,共6页

针对压力容器外部冷却(ERVC)应用中的压力容器-保温层流道(RPV-保温层流道)变形问题,利用提高临界热通量影响因素(FIMR)的试验装置,在相同流量范围开展了变形条件下壁面临界热流密度(CHF)的试验研究,分析了流道变形和流量变化对压力容器... 针对压力容器外部冷却(ERVC)应用中的压力容器-保温层流道(RPV-保温层流道)变形问题,利用提高临界热通量影响因素(FIMR)的试验装置,在相同流量范围开展了变形条件下壁面临界热流密度(CHF)的试验研究,分析了流道变形和流量变化对压力容器(RPV)下封头壁面CHF的影响规律,获得了流道变形情况下ERVC的安全裕度。结果表明:随着RPV下封头角度升高,循环流量增加,下封头壁面CHF增大;与原型流道相比,变形流道下封头壁面CHF的变化幅度小于7%,流道变化的影响并不显著;变形流道中,下封头壁面安全裕量最小的位置与原型流道相同,其安全裕量略有提高。 展开更多

关键词 临界热流密度(CHF) 熔融物堆内滞留 压力容器外部冷却(ervc) 流道变形

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REPEC非加热实验的RELAP程序模拟

17

作者 李永春 周卫华 +2 位作者 杨燕华 匡波 程旭 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期408-412,共5页

为研究压力容器外部冷却过程中的两相流动和传热现象,采用安全分析中通用的RELAP分析程序对REPEC非加热研究实验进行模拟计算,通过改变体积流量大小、注气方式和进出口面积对自然循环流率和外部冷却两相流动现象进行分析.结果表明,模拟... 为研究压力容器外部冷却过程中的两相流动和传热现象,采用安全分析中通用的RELAP分析程序对REPEC非加热研究实验进行模拟计算,通过改变体积流量大小、注气方式和进出口面积对自然循环流率和外部冷却两相流动现象进行分析.结果表明,模拟结果与实验结果的一致性较好;循环流量随体积流量的提高呈现先增强后降低的趋势;进出口面积增大可以提高自然循环流量,但出口面积变化对循环流率和流动稳定性的影响更为显著. 展开更多

关键词 压力容器外部冷却 大型先进压水堆 RELAP程序 自然循环

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压力容器下封头外壁临界热流密度模型

18

作者 郭锐 刘晓晶 程旭 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1792-1796,共5页

在气泡壅塞模型的基础上发展出了适合于压力容器下封头外壁的临界热流密度理论模型.模型中分别使用滑速比模型和能量平衡方程来计算气泡层和主流层的含气率,并采用局部条件法来处理非均匀热流的影响,模型计算与实验结果具有良好的一致性... 在气泡壅塞模型的基础上发展出了适合于压力容器下封头外壁的临界热流密度理论模型.模型中分别使用滑速比模型和能量平衡方程来计算气泡层和主流层的含气率,并采用局部条件法来处理非均匀热流的影响,模型计算与实验结果具有良好的一致性.参数效应分析表明:随着下封头半径增大,相同角度位置处的临界热流密度值会降低,这意味着对更大功率的先进压水堆保持压力容器完整性的热负荷裕量将降低,可能导致下封头失效. 展开更多

关键词 压力容器外部冷却 临界热流密度 理论模型 倾角效应

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压力容器外部冷却两相自然循环特性理论分析 被引量：1

19

作者 赵国志 曹欣荣 石兴伟 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期437-444,498,共9页

针对严重事故下压水堆压力容器下封头外侧与绝热层内侧环形通道内两相自然循环流动问题,利用FORTRAN语言,编写了压水堆压力容器外部冷却(external reactor vessel cooling,ERVC)一维稳态自然循环分析程序。通过分析不同摩擦系数的计算... 针对严重事故下压水堆压力容器下封头外侧与绝热层内侧环形通道内两相自然循环流动问题,利用FORTRAN语言,编写了压水堆压力容器外部冷却(external reactor vessel cooling,ERVC)一维稳态自然循环分析程序。通过分析不同摩擦系数的计算公式对两相自然循环质量流量和空泡份额计算的影响,与中国开展的REPEC(reactor pressure vessel external cooling)实验及RELAP5模拟结果对比,验证了程序的可行性。对ERVC系统重要的热工水力和结构参数进行了敏感性分析,得到结论:进口过冷度对ERVC系统内两相流量影响很大,当过冷度接近饱和值时,流量会出现峰值,进口面积、间隙宽度和水淹高度会影响质量流量峰值的大小;当过冷度高于峰值对应的过冷度,流量随过冷度增大而减小,反之随过冷度增大而增大。结果可为ERVC系统的设计和运行参数的评估提供了一种简便快速的方法。 展开更多

关键词 两相自然流动 一维稳态 质量流量 空泡份额 过冷度

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