小型堆非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)傳熱特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、小型反應(yīng)堆所具有的安全設(shè)計(jì)理念、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化等特點(diǎn)，以及在特殊領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)了其快速發(fā)展。安全殼作為小型反應(yīng)堆中防止放射性物質(zhì)擴(kuò)散的最后一道屏障，在LOCA\MSLB事故后必須保證其完整性以盡可能的降低核事故的危害。目前，部分小型反應(yīng)堆采用鋼制結(jié)構(gòu)的安全殼，例如Nuscale、ACP100。除了作為最后一道屏障外，鋼制安全殼在破口事故后還具有導(dǎo)出殼內(nèi)熱量的作用，能有效降低事故后安全殼內(nèi)的溫度和壓力。隨著小型堆的全面發(fā)展，研究小型堆的安

2、全性，尤其是破口事故后安全殼的非能動(dòng)冷卻能力，對(duì)小型堆的推廣有著尤為重要的意義。
　　本文主要研究破口事故下小型堆安全殼內(nèi)的溫度分布和安全殼的傳熱特性，希望對(duì)小型堆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全分析提供一定的參考。為研究小型安全殼破口事故后由強(qiáng)迫射流、浮力射流引起的熱分層現(xiàn)象及安全殼傳熱特性，本文進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算兩方面的工作。實(shí)驗(yàn)以蒸汽為工質(zhì)，通過測(cè)量安全殼內(nèi)空間和壁面溫度以及內(nèi)壁面凝結(jié)水量，研究破口噴射流量、破口直徑、破口高度和外部噴淋流

3、量四個(gè)因素對(duì)安全殼內(nèi)部熱分層現(xiàn)象和安全殼殼壁傳熱的影響。數(shù)值計(jì)算工作利用FLUENT軟件進(jìn)行，采用歐拉多相流模型，引入軟件自帶的蒸發(fā)-冷凝模型，研究不同條件下安全殼內(nèi)的溫度分布、氣體組分和氣體流動(dòng)，以補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)測(cè)量的不足，并驗(yàn)證計(jì)算模型的準(zhǔn)確性，為以后的實(shí)驗(yàn)和反應(yīng)堆專有程序的開發(fā)提供一些參考。
　　通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，破口事故后安全殼內(nèi)普遍存在熱分層現(xiàn)象，安全殼上部的溫度攪混均勻，存在明顯的等溫區(qū)，下部則是有一定溫度梯度的低溫區(qū)。