COSINE多相场子通道程序格架模型开发与评估

格架模型作为子通道程序中的重要模块,对大破口事故中再淹没工况下热工水力学参数的计算具有重要意义,COSINE多相场子通道程序包括格架的压降模型、壁面传热增强模型、相间传热增强模型、液滴破裂模型、格架再湿模型、格架温度模型等。本研究选取棒束传热实验装置(RBHT)典型再淹没工况进行建模分析,评估格架模型对再淹没工况下热工水力学参数计算的影响。计算结果表明:采用格架模型后,程序计算的通道换热能力显著增强,格架模型可提高计算的骤冷前沿速度,加快包壳冷却及蒸汽温度的下降,并显著降低燃料包壳峰值温度(PCT),程序计算结果与实验数据符合良好;程序计算的格架温度变化趋势与实验值符合良好;程序中采用的液滴破裂模型可模拟格架前后的液滴尺寸变化,可精准预测液滴直径散射比;程序预测的格架附近液滴速度随时间的变化与实验趋势符合良好。COSINE多相场子通道程序中采用的格架模型可有效提高程序对再淹没工况下热工水力学参数的预测能力,程序中采用的格架模型是有效且合理可靠的。

基于棒束传热实验的COSINE系统程序验证与确认

为进一步提升软件计算的稳定性和准确性,对COSINE软件中重要的核心模型进行确认、评估与改进,本文采用热工水力软件包COSINE中的系统安全分析程序cosFlow,对核电厂大破口失水事故中堆芯再淹没阶段的热工水力物理过程进行了建模与计算,计算建模根据棒束传热(RBHT)实验进行,并用RBHT实验结果对系统安全分析程序进行检验。计算结果表明,棒束壁面温度变化趋势与实验数据趋势基本契合,即cosFlow能够较为准确地分析大破口失水事故的骤冷前沿过程;但骤冷前沿的推进速度与RBHT的实验结果相比,前期更快后期更慢,推测原因为加热棒轴向温度梯度较大,原程序未加入轴向的热传导模块,因此后续的程序开发与研究将对骤冷前沿的热质传输模型进行改进。