ervc验证试验中的流动特性研究

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1、上海交通大学硕士学位论文ERVC验证试验中的流动特性研究硕士研究生：唐超力学号：1120209274导师：匡波副教授申请学位：工学硕士学科：核科学与技术所在单位：机械与动力工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：上海交通大学万方数据DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterInvestigationonChannelFlowCharacteristicsintheERVCValidationTestsCand

2、idate：TangChaoliStudentID:1120209274Supervisor：Asso.Prof.KuangBoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：NuclearScienceandTechnologyAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence：Jan,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUn

3、iversity万方数据上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文《ERVC验证试验中的流动特性研究》，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日万方数据上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家

4、有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据上海交通大学硕士学位论文ERVC试验装置流动特性分析摘要压力容器外部冷却（ERVC）是大型先进压水堆核电厂严重事故管理中的重要的缓解措施之一，它通过压力容器外的保温层和压力容

5、器之间的循环流动，将堆内熔融物热量排出，将熔融物滞留于堆内（IVR），保证压力容器下封头完整性。因此，压力容器外部冷却剂在堆腔与保温层之间流道内的自然循环能力及阻力特性，对ERVC能否成功实施至关重要。本文主要对ERVC试验装置回路的流动特性进行了研究。首先简述了ERVC试验装置回路的设计原理、试验平台及其测量系统、回路内流动与传热特性试验的过程等。其次，本文对ERVC试验装置中的稳态和动态流动特性进行了试验观测以及相应的数值计算与分析。在ERVC试验装置循环流动的稳态特性方面，本文根据基准工况以及一系列敏感

6、性试验的实测数据，对试验回路的自然循环能力和阻力特性进行了较详尽的分析。可以看到，试验装置的自然循环能力随加热功率的增加而先快速上升，而后增速趋缓而呈近“饱和”的特征，试验回路的驱动力与阻力特性受上升侧高位“闪蒸”的影响明显。流道尺寸敏感性方面，系统的自然循环能力随着上升侧尺寸（流道宽度）I万方数据摘要的减小而减弱；入口水温敏感性方面，自然循环能力随着入口水温的升高而增强；淹没水位敏感性方面，发现（形成有效自然循环后）淹没水位越低，系统越容易发生闪蒸，导致系统驱动压头越大，自然循环能力越强。本文还通过RELA

7、P5程序对各敏感性试验进行了相应的计算，计算结果与实测值吻合较好；进一步地，试验结果、模拟计算结果，以及进一步的拓展计算，将为ERVC时的参数选取与优化提供依据。在ERVC试验装置循环流动的动态特性方面，本文通过可视化试验对基准工况中不同功率水平下的朝下壁面加热段的两相边界层内的汽相聚集形态与运动进行了分析，演绎了随着加热功率的增加，加热段从泡状流直到发生沸腾危机的变化过程；同时，结合各典型条件下近本体加热面处与上升段出口处汽相聚集状态及其动态变化的可视化观测，以及上升侧各段压降与回路循环流量的时序及其频谱特

8、征，揭示了ERVC装置流动参数中两个典型脉动频率的来源及本质，以及随着加热功率的增加两种频率成分的变化。这两个脉动频率之一就对应着上升侧高位的闪蒸波动。在特定条件下，闪蒸将诱发整个ERVC试验装置的流动不稳定性，本文对此不稳定性进行了分析，并给出了回路发生流动不稳定性的无量纲区间。本文通过试验实测数据、可视化观测、RELAP5模拟计算对ERVC试验装置的稳态与动态流动特性作了较为详尽的分析，为初步预