基于RELAP5的多通道自然循環(huán)流動不穩(wěn)定性分析.pdf

1、近年來，基于沸水堆核電站、蒸汽發(fā)生器等應(yīng)用背景，發(fā)生在并聯(lián)多通道自然循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的流動不穩(wěn)定現(xiàn)象逐漸受到研究者關(guān)注。然而，不論是實驗研究還是數(shù)值計算，目前對多通道流動不穩(wěn)定性的研究主要集中于并聯(lián)雙通道系統(tǒng)。這種對多通道過多的簡化模型不能確保反映每個通道內(nèi)的流動特性。RELAP5/MOD3.4程序目前廣泛應(yīng)用到了輕水堆瞬態(tài)模擬分析當(dāng)中，本文的工作就是研究 RELAP5程序計算多通道自然循環(huán)系統(tǒng)的適用性，并在此基礎(chǔ)上對多通道系統(tǒng)的一些特殊不穩(wěn)

2、定現(xiàn)象進(jìn)行分析。
　　首先應(yīng)用RELAP5程序?qū)Χ嗤ǖ绬蜗嘧匀谎h(huán)系的運行特性進(jìn)行了研究，針對實際工況中由于傳熱不均導(dǎo)致的功率變化時的流動特性。結(jié)果表明，在單相多通道系統(tǒng)中，隨著功率的變化會出現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)過程。功率到達(dá)臨界點后流量才會出現(xiàn)瞬態(tài)的反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。另外，橫向流動具有展平功率的作用。
　　隨后應(yīng)用RELAP5程序?qū)Φ蛪弘p通道自然循環(huán)系統(tǒng)的典型流動現(xiàn)象進(jìn)行模擬研究。結(jié)果表明，RELAP5程序能夠較好的模擬出在該系統(tǒng)在0.1MP

3、a壓力的幾種不穩(wěn)定現(xiàn)象，并在機(jī)理上與實驗現(xiàn)象吻合。這幾種不穩(wěn)定現(xiàn)象包括：閃蒸誘發(fā)的間歇性振蕩，周期性丟失流量振蕩，高干度的反相振蕩。通過與實驗數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，程序在振蕩周期方面與實驗結(jié)果符合較好。在振幅精度上存在一定誤差，流量振幅的最大誤差達(dá)到28％。在此基礎(chǔ)上，本文分析了壓力，熱構(gòu)件幾何條件以及加熱段出口節(jié)流系數(shù)等對不穩(wěn)定現(xiàn)象的影響。結(jié)論如下：在壓力相對較低時（小于等于0.2MPa），系統(tǒng)穩(wěn)定性較差；在壓力較高時（大于0.5MPa），系

4、統(tǒng)穩(wěn)定性隨壓力升高增強(qiáng)，振幅降低，間歇性振蕩變?yōu)槌掷m(xù)振蕩，周期性丟失振蕩消失。隨著熱構(gòu)件厚度變薄，流量振蕩更為劇烈，振幅增加，周期降低甚至丟失周期性；加熱段出口節(jié)流系數(shù)小于8，流量振幅隨節(jié)流系數(shù)增大而減小。當(dāng)節(jié)流系數(shù)大于8，流量振幅隨節(jié)流系數(shù)增大而增大。
　　最后本文研究了四通道自然循環(huán)系統(tǒng)的不穩(wěn)定現(xiàn)象，并對比了增加進(jìn)口段沿程阻力的模型。結(jié)果表明：在四并聯(lián)通道自然循環(huán)系統(tǒng)中，存在4種典型的不穩(wěn)定現(xiàn)象，包括：閃蒸誘發(fā)間歇振蕩、同相振