三维堆芯功率能力验证保守性分析

介绍了CPR1000电厂目前使用的三维功率能力验证方法,从输入假设和计算过程两个方面入手,详细说明论证方法存在的保守性,得出输入假设的不确定性需要重新进行确定,分析过程中可以去掉1.04的保守因子;计算过程也需要考虑实际运行区域,减少不可能出现的工况,即缩小分析区域。当换料设计的计算结果超限时,或者堆芯偏离核态沸腾比裕量不足时,可以通过减小运行区域和修改焓升因子的计算假设来挖掘裕量以满足安全要求。

摇摆条件下圆管DNB型临界热流密度数值研究

针对摇摆条件下的竖直圆管内偏离核态沸腾(DNB)临界热流密度(CHF)进行了三维数值计算,采用欧拉两相流模型和非平衡壁面沸腾模型,通过将静止管道的CHF模拟值和实验值进行对比,完成了不同壁面沸腾子模型的敏感性分析。对15种振幅和周期组合的正弦简谐摇摆运动的竖直管道的CHF进行预测。结果表明:所有摇摆条件均导致了DNB现象的提前发生,在最“剧烈”的摇摆情况下,CHF的值最小。管道内的温度和换热系数会随着摇摆运动发生周期性的改变。在一个周期内,更大的振幅和更小的周期都会导致加热壁面在某时刻出现更小的换热系数,从而导致壁面最高温度上升。本研究可以为摇摆条件下DNB型CHF的数值预测提供参考。

轴向非均匀加热DNB型临界热流密度理论预测

基于微液层蒸干的临界触发机理,构建非均匀加热下的偏离核态沸腾(DNB)型临界预测模型。模型通过对临界触发点上游的非均匀热流分布进行沿程积分来确定临界位置附近的局部热工水力特性,通过临界点当地热流密度作用下汽块覆盖的微液层是否蒸干判断临界的发生,结合轴向功率分布曲线在流道沿程进行搜索来获取临界发生位置,最终实现了对轴向非均匀加热下DNB型临界热流密度的理论预测。分别采用入口峰、中间峰及出口峰功率曲线下的临界实验结果对该模型及功率因子修正法的预测能力进行对比验证。相对于功率因子修正法,所构建非均匀加热临界模型在3种不同功率曲线分布下均展示了较为准确的临界值和临界位置预测能力,其预测结果要优于功率因子修正法。

双面均匀加热矩形窄缝通道内DNB型临界热流密度理论预测

基于微液层蒸干的临界触发机理,构建了偏离泡核沸腾(DNB)型的临界预测模型。通过对临界点处的汽块进行受力平衡分析,基于优化后的侧面提升力系数CL,确定了汽块滑移速度、微液层液膜厚度等参数,实现对均匀加热下DNB型临界热流密度的理论预测。采用2种加热长度下矩形窄缝通道内的临界热流密度实验数据对该模型进行了验证。结果表明:模型所预测矩形窄缝通道内的临界热流密度值与实验结果的偏差均在±15%之内,该模型的预测精度高于Bowring公式和Bettis公式的预测精度。