地下核電站非能動安全殼冷卻系統(tǒng)運行特性研究

1、地下核電站非能動安全殼冷卻系統(tǒng)運行特性研究地下核電站非能動安全殼冷卻系統(tǒng)運行特性研究與此系統(tǒng)類似，在日本全自然沸水堆設(shè)計中，一回路采用自然循環(huán)流動導(dǎo)熱，為提高自然循環(huán)流量，在堆芯出口增加了一個煙囪結(jié)構(gòu)。但是，研究人員通過SIRIUS[1]裝置試驗發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)堆啟動過程中，堆芯出口水延煙囪向上流動，由于當(dāng)?shù)貕毫χ饾u下降，最終低于對應(yīng)的飽和壓力，引起閃蒸。閃蒸現(xiàn)象會造成流動振蕩，影響自然循環(huán)換熱，并對設(shè)備造成沖擊。本文針對地下核電站非能動安全

2、殼系統(tǒng)的運行特性進行研究，研究該系統(tǒng)是否會出現(xiàn)閃蒸現(xiàn)象，以及閃蒸現(xiàn)象對自然循環(huán)流動的影響。1地下核電站非能動安全殼冷卻系統(tǒng)該系統(tǒng)設(shè)計采用非能動設(shè)計理念，利用內(nèi)置于安全殼內(nèi)的換熱器組與安全殼的高溫空氣對流換熱和輻射傳熱，通過換熱器管內(nèi)水的流動，連續(xù)不斷地將安全殼內(nèi)的熱量帶到安全殼外，在安全殼外設(shè)置換熱水箱，引走從換熱器組導(dǎo)出的安全殼內(nèi)熱量，利用水的溫度差導(dǎo)致的密度差實現(xiàn)非能動安全殼熱量排出。2分析評價2.1RELAP5模型（圖1）分析程序

3、采用一維兩流體最佳估算分析程序RELAP5MOD3[2]。RELAP5求解非平衡態(tài)、非均相兩流體六方程，具備相關(guān)熱工水力模型模擬換熱器一次側(cè)含不可凝氣體的水蒸汽凝結(jié)換熱、換熱器管內(nèi)熱傳導(dǎo)、換熱器二次側(cè)對流換熱、汽液間量及換熱功率隨換熱水箱溫度的變化曲線。本文中，將發(fā)生閃蒸前區(qū)域稱為單相液自然循環(huán)流動區(qū)，發(fā)生閃蒸后自然循環(huán)流動振蕩區(qū)稱為兩相振蕩區(qū)，發(fā)生流量漂移后稱為兩相穩(wěn)定區(qū)。（1）單相液自然循環(huán)流動區(qū)換熱水箱溫度在10℃89℃范圍內(nèi)取1

4、3個數(shù)據(jù)點。隨換熱水箱溫度上升，換熱器一、二次側(cè)溫度差下降，換熱功率下降（圖5）。（2）兩相振蕩自然循環(huán)流動區(qū)當(dāng)換熱水箱溫度升高到90℃時，換熱器出口溫度為104.2℃。該溫度水沿上升管向上流動，當(dāng)?shù)竭_上升管出口位置時，該溫度已達到當(dāng)?shù)貕毫?yīng)的飽和溫度，流體閃蒸，液體顯熱轉(zhuǎn)化為汽體潛熱，形成汽水兩相狀態(tài)（圖6）。與單相水相比，兩相流動阻力增加，抑制自然循環(huán)流動，同時這會導(dǎo)致?lián)Q熱器出口溫度上升（圖7）。另一方面，隨著氣泡產(chǎn)生，上升管內(nèi)流