基于GOTHIC 3D的内置冷却管双坩埚堆芯捕集器瞬态模拟研究

为进一步探究内置冷却管的双坩埚式堆芯捕集器在给定冷却壁面热流密度瞬态分布的边界条件下,自冷却水灌注冷却流道起始,至形成稳定两相流自然循环并达到热平衡阶段的瞬态三维冷却性能,开发了基于安全壳热工水力学信息生成(GOTHIC)的三维分布参数热工水力模型。通过使用不同形状封堵及开孔模块的搭建和分布参数热构件依异形表面的贴覆,实现了双坩埚捕集器异形流道三维流动换热过程的瞬态模拟。通过模拟分析、计算结果的后处理及相关模型分析,证实了该双坩埚捕集器在两相流自然循环启动后,形成了良好的带热能力,在假定条件下,其带热能力提升至13.4 MW;三维计算结果亦可为该捕集器的优化设计提供有价值的参考,同时亦证实了GOTHIC 3D程序对于三维两相流热工水力问题的模拟分析能力。

自然循环流量对倾斜向下弧形加热表面CHF值影响的实验研究

通过压力容器外部冷却实现的熔融物堆内滞留技术作为三代核电严重事故缓解措施被广泛研究,压力容器下封头外表面临界热流密度值是决定该技术能否成功的关键物理量。众多学者先后开展了探索实验比例尺度、循环方式和入口过冷度对临界热流密度值影响的实验研究,也有学者利用强迫循环代替自然循环探索流量对临界热流密度值的影响,但目前鲜有在自然循环条件下研究流量影响临界热流密度值的实验。针对该问题,本实验采用二维切片试验段研究了自然循环流量对倾斜向下弧形加热表面临界热流密度值的影响。实验中通过改变台架自然循环高度和入口过冷度获得不同自然循环流量下的临界热流密度值。结果表明:自然循环实验中流量受到入口过冷度和循环高度的双重影响,在同一循环高度下,临界热流密度值随循环流量增大而增大。而在不同循环高度间,临界热流密度值随自然循环流量的变化规律不明显,值得深入研究;在其他条件相近的情况下,自然循环得到的临界热流密度值比强迫循环低15%左右。