高温气冷堆热工分析模型改进与堆芯温度场分析

作     者：孙世妍 张佑杰 郑艳华 夏冰 SUN Shiyan;ZHANG Youjie;ZHENG Yanhua;XIA Bing

作者机构：清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心先进反应堆工程与安全教育部重点实验室北京100084 中核战略规划研究总院北京100048 

出 版 物：《原子能科学技术》 (Atomic Energy Science and Technology)

年 卷 期：2021年第55卷第8期

页      面：1376-1385页

核心收录：

学科分类：082703[工学-核技术及应用] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0827[工学-核科学与技术] 0703[理学-化学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家“863”计划(2014AA052701)。 

主　　题：球床式高温气冷堆 HTR-10 热工水力模拟 模型改进 堆芯温度场 安全分析 

摘      要：更准确地模拟球床式高温气冷堆堆芯温度分布,是反应堆安全分析尤其是超高温运行研究中的关键问题之一。由于堆芯球流运动具有不确定性,石墨块和碳砖等结构材料采用散体布置,堆内冷却剂流道复杂,对热工水力准确模拟造成困难,可进一步优化。本文结合HTR-10的结构特点和流道特征,简要分析了堆芯传热过程,说明了在热工模拟中准确划分结构和流道对获取更精确的堆芯温度分布的重要意义。详细梳理了冷却剂流动路径,改进了在THERMIX程序下建立的HTR-10原有热工分析模型,更合理地模拟了堆芯冷却剂漏流行为,使得模型对堆芯冷却剂流动和传热过程的描述更准确。与试验数据对比,改进后的模型对堆芯外围系统的温度分布模拟准确性显著提升。计算结果表明,反应堆在额定设计工况下满功率稳态运行时,燃料和反射层最高温度均未超过材料的耐热限值。