基于RELAP5的多通道自然循环流动不稳定性分析

发布时间：2020-04-30 16:21

【摘要】：近年来,基于沸水堆核电站、蒸汽发生器等应用背景,发生在并联多通道自然循环系统内的流动不稳定现象逐渐受到研究者关注。然而,不论是实验研究还是数值计算,目前对多通道流动不稳定性的研究主要集中于并联双通道系统。这种对多通道过多的简化模型不能确保反映每个通道内的流动特性。RELAP5/MOD3.4程序目前广泛应用到了轻水堆瞬态模拟分析当中,本文的工作就是研究RELAP5程序计算多通道自然循环系统的适用性,并在此基础上对多通道系统的一些特殊不稳定现象进行分析。首先应用RELAP5程序对多通道单相自然循环系的运行特性进行了研究,针对实际工况中由于传热不均导致的功率变化时的流动特性。结果表明,在单相多通道系统中,随着功率的变化会出现亚稳态过程。功率到达临界点后流量才会出现瞬态的反转现象。另外,横向流动具有展平功率的作用。随后应用RELAP5程序对低压双通道自然循环系统的典型流动现象进行模拟研究。结果表明,RELAP5程序能够较好的模拟出在该系统在0.1MPa压力的几种不稳定现象,并在机理上与实验现象吻合。这几种不稳定现象包括:闪蒸诱发的间歇性振荡,周期性丢失流量振荡,高干度的反相振荡。通过与实验数据对比发现,程序在振荡周期方面与实验结果符合较好。在振幅精度上存在一定误差,流量振幅的最大误差达到28%。在此基础上,本文分析了压力,热构件几何条件以及加热段出口节流系数等对不稳定现象的影响。结论如下:在压力相对较低时(小于等于0.2MPa),系统稳定性较差;在压力较高时(大于0.5MPa),系统稳定性随压力升高增强,振幅降低,间歇性振荡变为持续振荡,周期性丢失振荡消失。随着热构件厚度变薄,流量振荡更为剧烈,振幅增加,周期降低甚至丢失周期性;加热段出口节流系数小于8,流量振幅随节流系数增大而减小。当节流系数大于8,流量振幅随节流系数增大而增大。最后本文研究了四通道自然循环系统的不稳定现象,并对比了增加进口段沿程阻力的模型。结果表明:在四并联通道自然循环系统中,存在4种典型的不稳定现象,包括:闪蒸诱发间歇振荡、同相振荡、周期性丢失振荡、高干度的正弦波型振荡。可以看出随着通道数增加,系统不稳定现象的种类更为复杂。另外,在较低过冷度的正弦波型振荡中,各通道间存在复杂的相位关系。在增加了进口沿程阻力补偿管道后,系统变得不对称。主要的不稳定现象包括,闪蒸诱发的异相振荡,饱和沸腾与闪蒸现象耦合的流量振荡,高干度下的同相振荡。
【图文】：

系统图,并联通道,系统图

V der Hagen[29]在多德瓦德（Dodewaard）率所发生的不稳定性现象。陈听宽[30]等人对并二乘法进行多元线性回归得到了并联通道的经道实验系统进行分析，得到了3种不稳定现象度波脉动。另外他还提到，在单通道中不会产统进行了实验分析，系统如图所示。

区域图,通道划分,节点划分,热工水力特性

图 1.2 反应堆节点划分力特性及中子特性，特性相近的通道划分为一个区域。模工况下自然循环条件下运行的可能性。但是，文献的主要特征，，各个通道间维持近似的振荡特性。献的回顾，可以发现文献中提到 RELAP5 能够准确的计算相自然循环系统的计算，特别是在低压系统中，RELAP5有部分学者提到，节点的划分以及阻力参数一定程度上影研究内容RELAP5 程序对（1）强迫循环条件下的多通道系统（2）（3）单相条件的计算能力已经得到了一定的认可。然而准确性由于模型、节点划分等差异，程序的准确性及适用ELAP5 程序对多通道自然循环系统的研究较少，为数不多究多通道系统的特性。而且对于存在较多根管道的系统也
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TL33

【参考文献】