PCCS系統(tǒng)自然循環(huán)流動特性研究.pdf

1、安全殼作為核電站最后一道屏障，可以在嚴重事故情況下承受事故產生的內壓力，防止放射性物質外泄。在新一代核電站中，非能動安全殼冷卻系統(tǒng)（PCCS）是防止安全殼在事故條件下超壓超溫受損的一項重要設施。PCCS系統(tǒng)利用自然循環(huán)的方式將熱量導出，自然循環(huán)流動特性影響著PCCS系統(tǒng)的安全運行，開展對自然循環(huán)流動特性的研究具有重要意義，因此，本文設計了PCCS簡化系統(tǒng)，以對PCCS的自然循環(huán)特性進行初步研究。
　　在低壓、低含氣率條件下，對系統(tǒng)

2、的自然循環(huán)啟動、穩(wěn)態(tài)運行時的流動特性進行了實驗研究。實驗表明自然循環(huán)系統(tǒng)在啟動運行過程中經歷了三個階段—單相區(qū)、過渡區(qū)和穩(wěn)態(tài)運行區(qū)；其中過渡區(qū)又可分為過渡一區(qū)和過渡二區(qū)。過渡一區(qū)內的流量振蕩是由間歇泉不穩(wěn)定引起的。過渡二區(qū)的流動不穩(wěn)定性在不同加熱功率下有不同的表現(xiàn)形態(tài)：低加熱功率時，間歇泉不穩(wěn)定和閃蒸引發(fā)了流量振蕩；高加熱功率時，閃蒸和飽和沸騰引發(fā)了流量振蕩。穩(wěn)態(tài)運行時，系統(tǒng)內存在5種行為模式：周期性閃蒸伴隨噴泉、閃蒸伴隨周期性沸騰噴發(fā)

3、、持續(xù)性閃蒸、周期性沸騰噴發(fā)和穩(wěn)定氣液兩相流動。研究表明，閃蒸和沸騰噴發(fā)是影響流動特性的兩個主要因素，兩者對流動主導作用權重的變化是流動模式隨功率發(fā)生演變的根本原因。實驗獲得的流動模式分布圖可為自然循環(huán)系統(tǒng)的運行提供參考。
　　在考慮驅動壓頭、回路阻力、過冷沸騰、閃蒸和散熱的基礎上，建立了自然循環(huán)穩(wěn)態(tài)運行時平均流量的計算模型，計算結果和實驗值符合良好，表明用平均穩(wěn)態(tài)的流動代替不穩(wěn)定的流動來研究自然循環(huán)流動特性的思路是可行的。由該模