临界热流密度实验研究进展

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1、第24卷第1期核动力工程Vol.24.No.12003年2月NuclearPowerEngineeringFeb.2003文章编号：0258-0926(2003)01-024-04临界热流密度实验研究进展1221肖泽军，陈炳德，李忠朋，贾斗南（1.西安交通大学，西安，710049；2.中国核动力研究设计院，成都，610041）摘要：临界热流密度是重要的限制性热工参数，它的大小直接影响反应堆的安全性和经济性。本文介绍了我国核电站临界热流密度实验研究进展，比较了国外核电站临界热流密度研究发展状况。文章认为，我国临界热流密度实验研究的发展方向

2、是进行全长棒束非均匀加热临界热流密度的实验研究。关键词：临界热流密度；核电站；研究进展；发展方向中图分类号：TL33文献标识码：A1引言进行了简单通道的CHF实验研究。之后上海机械临界热流密度(CHF)是反应堆重要的热工水学院也进行了类似的研究。20世纪60年代末，[1]力参数。对于新建的反应堆，必须通过国家核中国原子能科学研究院和中国核动力研究设计院安全部门的安全评审；对已运行的核电站，如果进行了棒直径为φ9左右的棒束CHF实验研究。需要要改进燃料组件，也必须重新进行安全评审。自那以后，我国从事核电站CHF研究的重点单位在安全评审中，

3、CHF是重要的限制性热工参数，逐步转移到中国核动力研究设计院。它的大小直接影响反应堆的安全性和经济性。2.1秦山一期CHF实验研究为了提高燃料组件性能，得到更高的CHF值，20世纪70年代末以来，中国核动力研究设各核电站售主都投入大量的人力和财力进行CHF计院进行了棒直径为φ10的3×3和4×4定位格研究。改变燃料元件棒直径及其排列方式、增加架的CHF实验研究。主要研究内容涉及秦山一期定位格架的横向交混能力等措施，都是为了尽可核电站CHF、定位格架选型、参数变化对CHF影能地提高CHF值。相比之下，改变定位格架尺寸响以及瞬态CHF，解决

4、了秦山一期核电站15×和形式是提高CHF值的强有力手段。各大公司(如15燃料组件的设计及安全评审中遇到的问题。美国西屋公司、法国法马通公司、西门子电力公1995年，上海核工程设计研究院为解决巴基斯坦司和ABB-CE公司等)都花费大量人力、物力改进核电站出口问题，委托中国核动力研究设计院开定位格架，提高CHF。目前，世界上具有代表性展了燃料棒弯曲对CHF影响的实验研究。此外，的高性能燃料组件有：西屋公司的清华大学低温供热堆也采用了秦山一期燃料组件Performance+、法马通公司的AFA-3G、西门子的结构形式，清华大学委托中国核动力院

5、设计院进HTP和ABB公司的System80+。为了吸引用户，各行了其运行参数范围内的CHF实验研究。大公司不断地优化定位格架，改善燃料组件性能。值得注意的是，所有这些实验研究都是采用本文分析比较了国内外核电站CHF实验研发热段长度不超过1.4m的均匀加热试验棒束。究的状况,指出了我国CHF实验研究的发展方向。2.2核电站标准燃料组件CHF实验研究标准燃料组件的特点是棒直径为φ9.5和2国内核电站CHF实验研究发展历程17×17排列，与秦山一期略有不同。从80年代20世纪50年代末，中国原子能科学研究院初开始，中国核动力研究设计院进行了

6、棒径为收稿日期：2002-07-07；修回日期：2002-09-03肖泽军等：临界热流密度实验研究进展25φ9.5，3×3和4×4棒束定位格架的CHF实验研核电取证所用。目前，偏离核态沸腾和干涸的机究。此项研究的完成，满足了拟建造的金山450MW理都仍不清楚，而且没有完全掌握两相流流型，供热堆提出的要求，并为秦山二期600MW核电站要发展和验证用以区分局部和非局部参数的CHF的热工设计打下了基础。其研究内容涉及基本的准则是不可能的。因此，所有用于核电取证的CHFCHF实验研究、新型定位格架实验研究及双金属值仍然依赖于全长度非均匀加热的C

7、HF实验。定位格架实验研究。此外，在“八五”期间，还美国最早规定核电取证所用的CHF数据必须开展了AC600低质量流密度CHF实验研究。是全长棒束CHF数据，现在欧洲各核电站供货商值得关注的是，除长棒束实验采用2.2m加也都使用以全长棒束CHF数据为基础的CHF关系热长度外，所有其它实验研究都采用不超过1.4m式，国外对全长棒束均匀和非均匀加热CHF已作长度的加热棒束，同时都是轴向均匀加热。了充分研究。通过全长棒束非均匀加热燃料组件堆外CHF试验，可为核电站工程设计提供准确、3国外核电站CHF研究的发展状况可靠、方便、实用的CHF关系式

8、，改进定位格架从20世纪50年代起，一些国家相继建造了的结构，增大交混系数，使核反应堆系统产生最不同规模的热工实验装置。到20世纪70年代，大的热功率，从而在保证工程设计安全可靠的基随着核电站的发展，苏、法