ERVC驗證試驗中的流動特性研究.pdf

1、壓力容器外部冷卻（ERVC）是大型先進壓水堆核電廠嚴重事故管理中的重要的緩解措施之一，它通過壓力容器外的保溫層和壓力容器之間的循環(huán)流動，將堆內(nèi)熔融物熱量排出，將熔融物滯留于堆內(nèi)（IVR），保證壓力容器下封頭完整性。因此，壓力容器外部冷卻劑在堆腔與保溫層之間流道內(nèi)的自然循環(huán)能力及阻力特性，對ERVC能否成功實施至關重要。本文主要對ERVC試驗裝置回路的流動特性進行了研究。首先簡述了ERVC試驗裝置回路的設計原理、試驗平臺及其測量系統(tǒng)、回路

2、內(nèi)流動與傳熱特性試驗的過程等。其次，本文對ERVC試驗裝置中的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)流動特性進行了試驗觀測以及相應的數(shù)值計算與分析。
　　在ERVC試驗裝置循環(huán)流動的穩(wěn)態(tài)特性方面，本文根據(jù)基準工況以及一系列敏感性試驗的實測數(shù)據(jù)，對試驗回路的自然循環(huán)能力和阻力特性進行了較詳盡的分析。可以看到，試驗裝置的自然循環(huán)能力隨加熱功率的增加而先快速上升，而后增速趨緩而呈近“飽和”的特征，試驗回路的驅動力與阻力特性受上升側高位“閃蒸”的影響明顯。流道尺寸敏

3、感性方面，系統(tǒng)的自然循環(huán)能力隨著上升側尺寸（流道寬度）的減小而減弱；入口水溫敏感性方面，自然循環(huán)能力隨著入口水溫的升高而增強；淹沒水位敏感性方面，發(fā)現(xiàn)（形成有效自然循環(huán)后）淹沒水位越低，系統(tǒng)越容易發(fā)生閃蒸，導致系統(tǒng)驅動壓頭越大，自然循環(huán)能力越強。本文還通過 RELAP5程序對各敏感性試驗進行了相應的計算，計算結果與實測值吻合較好；進一步地，試驗結果、模擬計算結果，以及進一步的拓展計算，將為ERVC時的參數(shù)選取與優(yōu)化提供依據(jù)。
　　

4、在ERVC試驗裝置循環(huán)流動的動態(tài)特性方面，本文通過可視化試驗對基準工況中不同功率水平下的朝下壁面加熱段的兩相邊界層內(nèi)的汽相聚集形態(tài)與運動進行了分析，演繹了隨著加熱功率的增加，加熱段從泡狀流直到發(fā)生沸騰危機的變化過程；同時，結合各典型條件下近本體加熱面處與上升段出口處汽相聚集狀態(tài)及其動態(tài)變化的可視化觀測，以及上升側各段壓降與回路循環(huán)流量的時序及其頻譜特征，揭示了ERVC裝置流動參數(shù)中兩個典型脈動頻率的來源及本質(zhì)，以及隨著加熱功率的增加兩種