自然循环蒸汽发生器瞬态热工水力建模与分析

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1、第34卷第4期核科学与工程Vo1．34NO．42014正12月NuclearScienceandEngineeringDec．2O14自然循环蒸汽发生器瞬态热工水力建模与分析邱桂辉(中广核工程设计有限公司，广东深圳518124)摘要：应用瞬态分析专用程序建立了CPR1000蒸汽发生器几何模型，对CPR1000蒸汽发生器在功率运行期间停运一台主泵时的热工水力瞬态响应、主蒸汽管道破裂和蒸汽／主给水流量同时+1O阶跃扰动工况下的瞬态响应进行了模拟与分析，获得了蒸汽发生器内部热工水力参数如流量、温度、换

2、热系数的响应特性，分析结果表明，瞬态分析模型满足蒸汽发生器设计瞬态分析的要求。关键词：自然循环；蒸汽发生器；瞬态；热工水力中图分类号：TL353文章标志码：A文章编号：0258—0918(2014)04—0505—06ModelingandAnalysisofTransientThermalHydraulicCharacteristicforNaturalCirculationTypeSteamGeneratorQIUGui-hui(ChinaNuclearPowerDesignCompanyL

3、td．，ShenzhenofGuangdongProv．518124，China)Abstract：ThispaperdiscussesthemodelingandanalysisoftransientthermalhydrauliccharacteristicforCPR1000steamgeneratorbyusingaone—dimensioncode．Thedynamicresponsesofthesteamgeneratoraresimulatedduringthetransientc

4、onditioninitiatedbyareactorcoolantpumpshutdownwithoutreactortripandmainsteamlinebreak．Thedensitywaveoscillationphenomenonwasobservedduringthetransientinitiatedbyincreasingthefeedandsteamflowby10overaperiodof0．5secondsandkeepconstantthereafter．Asaresu

5、lt，themodelmeetstherequirementoftransientanalysisandfatigueanalysisforthesteamgenerator．Keywords：naturalcirculation；steamgenerator；transient；thermohydraulic瞬态热工水力分析是蒸汽发生器设计的一输人参数。道重要流程，它研究蒸汽发生器内部热工水力许多软件可以用于蒸汽发生器瞬态特性模参数在核电厂瞬态工况下的响应特性，为设备拟，包括蒸汽发生器瞬态分析

6、专用程序和一些应力分析提供流量、温度、换热系数时程曲线等系统软件川。西屋TRANFLO程序可用于蒸汽收稿日期：2013-10—8；修回日期：2013-12-22作者简介：邱桂辉(1984一)，男，福建人，工程师，本科，现主要从事蒸汽发生器热工水力分析工作5O5发生器瞬态特性模拟，法马通早期的MEPRISE程∑hW+∑Q(2)序可以用于蒸汽发生器水位稳态特性分析，}蒸汽出口VIDGV程序可以用于主蒸汽管道破裂工况下蒸汽发生器内部热工水力瞬态响应分析。本文应用蒸汽发生器瞬态分析程序，模拟了CPR10

7、00蒸汽发生器在功率运行期间停运(5)I羹阴一台主泵、主蒸汽管道破裂和蒸汽／主给水流量给水同时+10阶跃扰动工况下的瞬态响应。1计算方法1．1控制体划分下加热降将CPR1000蒸汽发生器二次侧划分为汽通上升道通室、汽水分离器外、下降通道、U形管、汽水分道离器等区域共29个控制体；一次侧U形管束等效为两根长直管，划分为24个控制体，管束热段和冷段控制体分别对应二次侧所划分的同一个控制体，编号1和24为管板厚度内控制体。图1为控制体划分示意图。连接各个控制圜简体一次侧进口一次侧出口体的流道通常选取在

8、流通截面变化较大的位管板一(一旦一一∞一—D一—一一一—一旦置，如支撑板、上下甲板、汽水分离器叶片等。图1控制体划分示意图一次侧进出口接管、蒸汽出口接管、给水接管和Fig．1Sketchofvolumecontrolofthesteamgenerator排污接管等与外部存在质量和能量交换的接口定义为外部接口。传热管束、二次～侧u～壳～体～和～管～～～～～：～^一一Sk(Pz—Pj一△Py—板、管子支撑板等金属构件定义为导热构件，在一—∞一—一—一—一一一—一—力一—一瞬态过程中套筒两侧流体热量可