倾斜条件下一体化反应堆模拟回路单相自然循环实验与数值研究

对一体化反应堆模拟回路开展倾斜条件下单相稳态自然循环实验,并应用RELAP5程序进行数值模拟。结果表明:应用RELAP5 MOD3.2程序可以准确预测倾斜条件下的自然循环流量;模拟回路横倾时,位于高处的换热器一次侧流量大于低处的,换热器偏离加热段的角度越大,两侧换热器一次侧流量差别越大;纵倾时一回路各段质量流量变化规律一致,质量流量随纵倾角度增大而显著减小;相同热工工况,相同倾斜角度的横倾与纵倾,二者的总循环流量非常接近。     

垂直和倾斜下一体化反应堆自然循环特性研究

为了研究一体化舰船反应堆自然循环的热工水力特性，用SMART的比例试验设备进行了基本的单相自然循环实验，并发展了RETRAN．03／INT程序。在垂直和倾斜状况下．观察了通过8台蒸汽发生器（SG）的流动分布和下降管热交混情况。发现给水隔离并没有加强蒸汽发生器出口温度分布的不均匀。倾斜状况下，结果显示了与倾角相关的典型流动特性。由于热驱动压头的增大使得处在上升位置的蒸汽发生器的流速增大，因此，出口温度也提高了。理论分析和实验结果达到了很好的一致，同时可以肯定地说RETRAN-03／INT能够很好分析一体化反应堆的三维现象。     

一体化反应堆扰动条件下自然循环特性研究

基于多冷却支路组成的一体化反应堆,推导了多支路自然循环流量的理论解;采用拟合逼近方法得到扰动系数（m）,分析了自然循环系统的扰动特性;并以某型一体化反应堆为对象进行验证。结果表明:对于多个冷却支路组成的对称环路系统,当某个支路因排热能力变化发生扰动时,环路流量变化（扰动后稳态值/初值）与系统雷诺数（Re）及上升段与下降段阻力特性比值（R_r）有关;m与Re及R_r有关,并随R_r的减小而增大,且在扰动发生时,m越大,自然循环流量受到的影响越小,即m可以表征自然循环系统的抗扰动能力。      

对称双环路倾斜条件下自然循环特性研究

通过理论分析和实验对倾斜条件下多回路传热系统自然循环特性进行研究。实验在一对称双环路自然循环回路上进行,利用海洋工况模拟实验台实现倾斜条件。理论分析与实验结果符合较好。研究结果表明,在一定热负荷下,倾斜使总循环流量低于倾斜前,而冷、热管段温差则高于倾斜前。由于上、下联箱内流体存在密度差,在倾斜条件下将产生垂直于主循环驱动力方向的附加驱动力,使流体产生沿外环流动的趋势,并最终导致支路循环的不平衡性;缩短换热器间距离、增大换热器与加热段距离可以降低倾斜导致的支路不平衡性。     

大角度摇摆条件下对称回路自然循环特性研究

开展摇摆条件下对称回路自然循环特性理论和实验研究。零功率摇摆条件下,角加速度作用力随时间不断变化,引起支路管道内的流量发生周期性变化,但对中间流道内的流动没有影响。在有功率摇摆条件下,支路流量会出现明显的流量振荡,振荡周期与摇摆周期一致;中心流道流量振荡周期为摇摆周期的一半。     

海洋条件下舰船反应堆热工水力特性研究现状

海洋条件下舰船反应堆的热工水力特性对于舰船航行的安全性和可靠性有十分重要的影响,各国研究者为此开展了大量的研究工作.本文基于亚洲各国公开发表的海洋条件下舰船反应堆热工水力特性研究的文献资料,回顾和概括这一研究领域在研究方法、研究内容和典型研究结果诸方面的现状,通过掌握已有研究成果,分析其不足之处,提出开展相关研究的建议...     

运动条件下铅铋反应堆热工水力特性研究

为研究运动条件下铅铋反应堆热工水力特性,开发了运动条件铅铋反应堆瞬态分析系统程序,并完成了对设计的5 MW自然循环小型模块化铅铋反应堆的建模,分析了运动条件对反应堆自然循环热工水力特性的影响。计算结果表明,倾斜条件下,堆芯流量减小,堆芯出口温度升高,在计算最大倾斜角度下,流量减小20%,冷却剂堆芯出口温度升高20 ℃。起伏条件下,起伏幅度和起伏周期越大,对反应堆影响越大,由于系统阻力影响,流量变化较起伏加速度有小于1 s的延时。摇摆条件下,摇摆角度越大和摇摆周期越小,对反应堆影响越大,燃料包壳峰值温度较稳态值高20 ℃以内,对反应堆正常运行时安全性影响较小。     

用FLICA3分析自然循环实验特性

ＦＬＩＣＡ３是由法国核研究中心发展的反应堆堆芯热工水力子通道分析研究，并在法国用于压水堆堆芯热工水力设计及安全分析。该文采用ＦＬＩＣＡ３程序对一个两项自然循环进行了分析计算并给出了有关结果。特别给出了堆芯内各段压降的程序计算值和实测值之间的比较。在计算中，通过调整有关参数，使计算结果和实验结果很好地吻合，获得了在不同的质量流速范围内计算空泡分额应该选取的分布系数和漂移速率。此外，还对ＦＬＩＣＡ不能     

潜艇反应堆在摇摆运动中的自然循环和堆芯传热特性

在一个有摇摆运动的模型反应堆中进行了一系列的单相自然循环试验，以研究摇摆运动对其热工水力特性的影响。在每段管道中，流体由于摇摆运动的惯性力，流动速度随着摆动角度周期性地变化。当摇摆周期变短时环路流速振荡的幅度变大，摆动角度和环路流动速度振荡之间的相位差变大。另一方面，尽管堆芯的流速值随着摇摆周期变化，但是流速并不振荡。堆芯流速变化与摇摆运动的雷诺数和瑞利数密切相关，它是由热驱动头的变化和整个环路的压力损失的变化引起的。为了模拟堆芯流速随着摇摆速度的变化，建立了一个简单的一维分析模型，其正确性已被验证。由于摇摆运动产生局部流动，因此增强了堆芯中的传热。堆芯中的传热系数按摇摆运动的Richardson数的大小被分为三个区间。     

一体化小型自然循环反应堆流动非对称性机理分析

为研究一体化小型自然循环反应堆稳态条件下的流动非对称性机理,通过总结当前国际自然循环反应堆的主要设计特征,建立了自然循环典型三维分析模型,采用计算流体动力学（CFD）方法对竖直稳态下自然循环进行了数值模拟,并针对不同混流截面的速度和温度分布特性进行了分析。结果表明：较大尺度的自然循环系统在理想竖直稳态自然循环条件下,存在周向的流量和温度分布不均匀性,其中流量分配的不均匀性较温度分布情况更突出。竖直稳态自然循环的主流流量和温度均呈现偏心趋势,属于系统层面的偏差,而不只是局部流动分配不均衡问题。     

一体化小型堆主回路自然循环稳态特性实验研究

在模拟一体化小型堆主回路的自然循环试验台架上,进行了小型堆主回路自然循环稳态流动特性的实验研究。结果表明:在输入的外部条件保持一致的情况下,实验本体内的自然循环流动保持了很好的对称性;影响自然循环流量的主要因素是加热功率,入口温度、系统压力等参数的影响较小;提出了一个表征系统自然循环能力的综合特征参数k,可当作指标参数来衡量不同的自然循环回路或不同的运行工况下的自然循环能力,对进一步优化一体化自然循环反应堆的参数设计具有重要指导意义。     

海洋条件下冷却剂系统自然循环仿真模型

在对核反应堆堆芯冷却剂系统分析的基础上,建立了海洋条件下冷却剂系统自然循环运行状态仿真模拟的数学模型。模型分为稳态计算和动态计算两部分,包括修正的单通道模型、强迫外干扰力模型、两相沸腾计算和动态计算模型等。对于海洋条件,主要是针对左右摇摆的情况进行了计算,并对结果作了简单的分析。计算结果表明模型是可行的。     

简谐海洋条件下堆芯冷却剂系统自然循环能力分析

应用海洋条件下堆芯冷却剂系统运行状态的仿真数学模型 ,使用MathCAD进行编程 ,开展了左右摇摆海洋条件下堆芯冷却剂系统自然循环能力的分析。研究结果表明 :在左右摇摆海洋条件的影响下 ,反应堆中的各种参数均发生了与摇摆相对应的振荡 ,并且在幅值上发生了变化。堆芯流量和堆芯总功率的下降说明 ,左右摇摆的海洋条件对堆芯冷却剂系统自然循环能力有很大影响 ,总趋势是使自然循环能力有所下降     

零功率摇摆条件下自然循环试验回路中流动规律实验研究

以清华大学研发的多用途小型堆NHR为基础,建立全尺寸、全参数1∶1自然循环试验回路研究零功率摇摆条件下自然循环的流动规律。通过分析几组不同摇摆运动下的实验结果,探讨了单自由度摇摆运动摆角幅值ψ_m和摇摆周期T对自然循环速度的影响,并给出自然循环流速波幅V_o和摇摆运动参数ψ_m与T之间的线性关系。研究结果表明：ψ_m对加热段两侧流速影响最为显著,V_o随ψ_m的变大而增大且两侧流速波动相位相差90°;V_o随T的增大而减小,流速波动相位差与T无关;在零功率摇摆条件下,流速波幅的平方V²_o与ψ_m、频率平方w²_d及当量摇摆半径R_eq的乘积呈线性关系。     

摇摆条件下两环路自然循环回路特性分析

在海上小型堆设计中,需要考虑海洋运动条件对热工水力特性的影响。本文建立了海洋运动条件下的附加惯性力模型,并将该模型应用于RELAP/SCDAP程序中,得到了适用于海洋运动条件下的系统分析程序,利用修改后的RELAP5程序,分析了在摇摆条件下自然循环回路的热工水力特性。分析结果表明,摇摆条件下,自然循环回路的平均流量小于静止条件下的自然循环流量,环路流量波动滞后于横摇运动,冷却水温波动滞后于环路流量波动,摇摆幅值越大,频率越高,流量波动幅值越大。当摇摆较剧烈时,环路上出现倒流现象。增加加热功率或提高冷热源之间高度差可增加系统的自然循环驱动力,减小横摇运动对自然循环的影响。     

一体化压水堆强迫循环转自然循环过渡过程特性分析

针对一体化压水堆核动力装置,以核动力装置瞬态最佳估算程序RELAP5/MOD3为基础,采用两群三维时空中子动力学模型替代点堆模型,并建立三维空间内中子物理与热工水力的耦合模型,研制相应的计算程序。对一体化核动力装置强迫循环向自然循环转换过程进行仿真模拟。在过渡过程中,一体化压水堆核动力装置反应堆功率变化幅度较大,冷却剂流量的变化对一回路温度影响较大。     

摇摆运动下单相自然循环核热耦合特性研究

采用考虑6组缓发中子的点堆中子动力学模型,开发了核反馈模拟模块,并将之与摇摆条件下单相自然循环热工水力计算模型进行合并,基于Matlab软件编制了相应的计算程序,实现了摇摆条件下单相自然循环核热耦合的模拟计算。计算结果表明：摇摆条件下,与不考虑核反馈相比,考虑核反馈后核热耦合效应使系统流量降低,系统功率产生波动;系统功率的平均值随摇摆频率及振幅的增大而降低,而系统功率的振幅则随摇摆周期及振幅的增大而增大。核热耦合效应使燃料元件温度的波动振幅减小,起到了抑制燃料温度波动的作用。     

自然循环一体化式低温供热堆

本文简要地介绍了清华大学核能所几年来在低温供热堆方案论证方面所做的工作及最终选定的自然循环一体化式低温供热堆设计方案。较详细地论述了低温核供热在我国的应用前景。提出了“以核代煤”发展城市集中供热的优越性。一体化自然循环供热堆的特点是:反应堆结构简单,工程投资较少,堆固有安全性好,可靠性高,是解决城市供热既清洁又廉价的一种理想的热源。