基于RELAP5的多通道自然循環(huán)流動不穩(wěn)定性分析.pdf

1、近年來，基于沸水堆核電站、蒸汽發(fā)生器等應用背景，發(fā)生在并聯多通道自然循環(huán)系統(tǒng)內的流動不穩(wěn)定現象逐漸受到研究者關注。然而，不論是實驗研究還是數值計算，目前對多通道流動不穩(wěn)定性的研究主要集中于并聯雙通道系統(tǒng)。這種對多通道過多的簡化模型不能確保反映每個通道內的流動特性。RELAP5/MOD3.4程序目前廣泛應用到了輕水堆瞬態(tài)模擬分析當中，本文的工作就是研究 RELAP5程序計算多通道自然循環(huán)系統(tǒng)的適用性，并在此基礎上對多通道系統(tǒng)的一些特殊不穩(wěn)

2、定現象進行分析。
　　首先應用RELAP5程序對多通道單相自然循環(huán)系的運行特性進行了研究，針對實際工況中由于傳熱不均導致的功率變化時的流動特性。結果表明，在單相多通道系統(tǒng)中，隨著功率的變化會出現亞穩(wěn)態(tài)過程。功率到達臨界點后流量才會出現瞬態(tài)的反轉現象。另外，橫向流動具有展平功率的作用。
　　隨后應用RELAP5程序對低壓雙通道自然循環(huán)系統(tǒng)的典型流動現象進行模擬研究。結果表明，RELAP5程序能夠較好的模擬出在該系統(tǒng)在0.1MP

3、a壓力的幾種不穩(wěn)定現象，并在機理上與實驗現象吻合。這幾種不穩(wěn)定現象包括：閃蒸誘發(fā)的間歇性振蕩，周期性丟失流量振蕩，高干度的反相振蕩。通過與實驗數據對比發(fā)現，程序在振蕩周期方面與實驗結果符合較好。在振幅精度上存在一定誤差，流量振幅的最大誤差達到28％。在此基礎上，本文分析了壓力，熱構件幾何條件以及加熱段出口節(jié)流系數等對不穩(wěn)定現象的影響。結論如下：在壓力相對較低時（小于等于0.2MPa），系統(tǒng)穩(wěn)定性較差；在壓力較高時（大于0.5MPa），系

4、統(tǒng)穩(wěn)定性隨壓力升高增強，振幅降低，間歇性振蕩變?yōu)槌掷m(xù)振蕩，周期性丟失振蕩消失。隨著熱構件厚度變薄，流量振蕩更為劇烈，振幅增加，周期降低甚至丟失周期性；加熱段出口節(jié)流系數小于8，流量振幅隨節(jié)流系數增大而減小。當節(jié)流系數大于8，流量振幅隨節(jié)流系數增大而增大。
　　最后本文研究了四通道自然循環(huán)系統(tǒng)的不穩(wěn)定現象，并對比了增加進口段沿程阻力的模型。結果表明：在四并聯通道自然循環(huán)系統(tǒng)中，存在4種典型的不穩(wěn)定現象，包括：閃蒸誘發(fā)間歇振蕩、同相振