压力容器外部冷却两相自然循环特性理论分析.pdfVIP

第３５卷第４期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 哈　 尔　 滨　 工　 程　 大　 学　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｖｏｌ．３５ №．４ ２０１４年４月　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ａｐｒ．２０１４ 压力容器外部冷却两相自然循环特性理论分析 赵国志，曹欣荣，石兴伟 （哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室，黑龙江哈尔滨 １５０００１） 摘　 要：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。 关键词：ＥＲＶＣ；两相自然流动；一维稳态；质量流量；空泡份额；过冷度 ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃７０４３．２０１３０３０２６ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｏｉ／ １０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃７０４３．２０１３０３０２６．ｈｔｍｌ 中图分类号：ＴＬ３６４．４　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１００６⁃７０４３（２０１４）０４⁃０４３７⁃０８ Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ⁃ｐｈａｓｅ ｎａｔｕｒａｌ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＥＲＶＣ ＺＨＡＯ Ｇｕｏｚｈｉ，ＣＡＯ Ｘｉｎｒｏｎｇ，ＳＨＩ Ｘｉｎｇｗｅｉ （Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ＳｃｉｅｎｃｅｏｎＮｕｃｌｅａｒ Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｃｕｓｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｔｗｏ⁃ｐｈａｓｅ ｎａｔｕｒａｌ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｌｏｗ ｉｎｓｉｄｅ ｔｈｅ ｌｏｏｐ⁃ｓｈａｐｅ ｐａｓｓａｇｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｏｕｔｓｉｄｅ ｏｆ ｔｈｅｌｏｗｅｒｈｅａｄｏｆ ｔｈｅｒｅａｃｔｏｒｖｅｓｓｅｌ ａｎｄｔｈｅｉｎｓｉｄｅｏｆ ｔｈｅｉｎｓｕｌａｔｏｒ ｉｎｔｉｍｅｓｏｆ ｓｅｖｅｒｅａｃｃｉｄｅｎｔｓ，ａｎ ａｎａｌｙ⁃ ｓｉｓ ｐｒｏｇｒａｍ ｆｏｒ ｏｎｅ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｔｅａｄｙ⁃ｓｔａｔｅ ｎａｔｕｒａｌ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｒｅａｃｔｏｒ ｖｅｓｓｅｌ ｃｏｏｌｉｎｇ （ＥＲＶＣ） ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｗａｓ ｄｏｎｅ ｂｙ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ＦＯＲＴＲＡＮ ｌａｎｇｕａｇｅ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｎ ｍａｓｓｆｌｏｗ ａｎｄ ｖｏｉｄ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ⁃ｐｈａｓｅ ｎａｔｕｒａｌ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｌｏｗ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈ ｔｈｏｓｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｉｎｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ ＲＥＰＥＣ （ｒｅａｃｔｏｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅｖｅｓｓｅｌ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｃｏｏｌｉｎｇ）ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄｔｈｅ ＲＥ