跨临界泄压瞬态传热特性的模型敏感性分析

在停堆或失水等事故工况下,超临界水冷堆将经历跨临界泄压过程,系统压力从超临界状态降到拟临界点22.064MPa以下。而对于次临界区,临界点附近的临界热流密度值很低,极易发生沸腾临界,导致加热棒壁面温度迅速升高,因此跨临界泄压过程是超临界水冷堆失水事故安全分析的关键。目前,跨临界泄压瞬态过程可以通过系统程序进行计算,但依然缺乏有效的实验验证。故本文依托上海交通大学的超临界流体多功能实验回路(Supercritical WAter MUltiPurpose loop,SWAMUP)跨临界泄压过程的实验,利用德国核安全中心(GRS)开发的系统程序ATHLET3.0进行建模计算,分析跨临界泄压过程传热特性。通过调节次临界区临界热流密度、最小膜态沸腾温度、骤冷前沿模型等相关参数,对计算模型进行敏感性分析,为跨临界泄压瞬态过程的准确计算提供参考。计算结果表明,加热棒壁面是否发生温度飞升取决于所选用的临界热流密度和最小膜态沸腾温度的值;骤冷前沿模型的使用可以实现壁面再湿润,降低壁面温度。