基于relap5程序的再淹没膜态沸腾传热模型研究

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3、基于RELAP5程序的再淹没膜态沸腾传热模型研究摘要：失水事故的再淹没过程涉及复杂的两相流动和传热，一直是国内外研究的重点。膜态沸腾换热作为再淹没过程临界后换热的一种主要形式，其换热的好坏直接影响对再淹没过过程包壳峰值温度的预测。相关研究表明，RELAP5程序模拟再淹没过程时，低估燃料包壳峰值温度，并且对骤冷时间的预测也存在不合理。研究发现这与程序中再淹没模块膜态沸腾换热模型的不合理有关，因此基于RELAP5程序研究再淹没膜态沸腾换热模型是很有必要的。发展RELAP5程序的再淹没膜态沸腾换热模型，主要是从模型本身不足出发，分别改进膜态沸腾区域壁面与蒸汽

4、对流换热模型和壁面与液相换热模型。在修改壁面与蒸汽对流换热模型时，考虑棒束结构和蒸汽流动状态的影响。根据蒸汽流动状态将壁面蒸汽对流换热区域划分为强迫层流区域、强迫湍流区域以及层流向湍流发展的过渡区域，基于棒束结构发展每个区域的壁面蒸汽对流换热模型；在修改壁面与液相换热模型时，考虑流型的影响，根据流型将再淹没膜态沸腾换热区域细分为三个子区域：反环状流膜态沸腾区域、弥散流膜态沸腾区域以及中间过渡区域，针对每个子区域的换热特点，采用合适的换热模型。最后结合壁面与蒸汽对流换热模型和壁面与液相换热模型，整体改进膜态沸腾换热模型。选用三个再淹没实验FLECHTSE

5、ASET、RBHT和FEBA，检验I改进模型的合理性。通过单一效应验证和整体效应验证，对比原程序与改进程序对包壳峰值温度和骤冷时间的计算结果，发现改进模型能够提高对包壳峰值温度估算，同时对骤冷时间的预测也有较大程度的改善，验证了改进模型的合理性。采用RELAP5程序建立AP1000核电厂模型，分析AP1000冷管段双端剪切的大破口失水事故，计算得到的包壳峰值温度低于验收限值1204℃，满足安全准则。计算结果表明AP1000的非能动堆芯冷却系统能够提供足够的堆芯冷却，保证余热排出。关键词：RELAP5；再淹没；膜态沸腾换热；AP1000；LBLOCIIT

6、HERESEARCHONREFLOODMODELSOFTHEFILMBOILINGHEATTRANSFERBASEDONRELAP5LVLi(Nuclearscienceandtechnology)DirectedbyYUTaoAbstract：Therefloodingphaseoflossofcoolingaccident(LOCA)referstocomplextwo-fluidandheattransfer,soitisalwaystheimportanceofstudyingforinternationalresearchinstitutio

7、ns.Thefilmboilingheattransferisthemajorformofthepost-CHFheattransferoftherefloodingphase,sowhetherthecalculationoftheheattransferisreasonableornotwillhaveeffectonpredictingthepeakcladdingtemperature(PCT).ResearchshowsthatthecurrentRELAP5codeunderestimatesthepeakcladdingtemperatu

8、rewhensimulatestherefloodingphaseandunreasonabl