自然循環(huán)流動(dòng)不穩(wěn)定性建模與數(shù)值模擬.pdf

1、自然循環(huán)由于具固有安全特性而在近代反應(yīng)堆設(shè)計(jì)當(dāng)中被廣泛應(yīng)用，但是其應(yīng)用的主要問(wèn)題為兩相情況下的不穩(wěn)定性，而且在真實(shí)反應(yīng)堆當(dāng)中堆芯功率與流體熱工參數(shù)之間互相耦合會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生一定影響，所以對(duì)核熱耦合條件下的自然循環(huán)不穩(wěn)定性的研究有重要意義。
　　本文的研究對(duì)象為模擬核熱耦合自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)得到計(jì)算的物理模型并建立該系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，流體參數(shù)計(jì)算采用基于均相流模型的控制方程，功率計(jì)算采用考慮六組緩發(fā)中子的點(diǎn)堆中子動(dòng)力學(xué)方

2、程，對(duì)控制方程進(jìn)行離散后采用編寫程序的方式求解方程，得到系統(tǒng)的靜態(tài)流量漂移不穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)密度波不穩(wěn)定性，分析了不同參數(shù)對(duì)于兩種不穩(wěn)定性的影響。
　　計(jì)算結(jié)果表明，自然循環(huán)系統(tǒng)在運(yùn)行特性曲線存在負(fù)斜率區(qū)的時(shí)候在一個(gè)運(yùn)行條件下可能存在一個(gè)以上流量，如果給系統(tǒng)一個(gè)擾動(dòng)系統(tǒng)會(huì)從原來(lái)工況漂移到一個(gè)新的工況，即發(fā)生流量漂移不穩(wěn)定性，增加系統(tǒng)壓力、降低實(shí)驗(yàn)段入口過(guò)冷度、增加實(shí)驗(yàn)段入口阻力系數(shù)、降低實(shí)驗(yàn)段出口阻力系數(shù)可以降低系統(tǒng)的流量漂移不穩(wěn)定性區(qū)

3、域。自然循環(huán)系統(tǒng)由于在實(shí)驗(yàn)段入口的流動(dòng)擾動(dòng)需要一定的傳播時(shí)間，阻力對(duì)于實(shí)驗(yàn)段入口擾動(dòng)的響應(yīng)存在時(shí)間上的遲滯，在一定工況下會(huì)發(fā)生密度波不穩(wěn)定性，此時(shí)流體在實(shí)驗(yàn)段和上升段內(nèi)的流動(dòng)時(shí)間與密度波的周期存在2倍左右的倍數(shù)關(guān)系，在本文的計(jì)算參數(shù)范圍內(nèi)，增加功率會(huì)使振幅和周期增加，增加系統(tǒng)壓力會(huì)使振蕩幅度和周期減小，增加入口過(guò)冷度會(huì)使振蕩幅度和周期減小，增加上升段長(zhǎng)度會(huì)使系統(tǒng)振蕩幅度和周期增加，增加入口阻力系數(shù)會(huì)使振蕩振幅減小而周期增加，增加出口阻力