压水堆乏燃料单棒冷却液膜流动特性实验研究

作     者：曹琼 蒋鹤元 丁笑 陆道纲 李臻 王孝天 CAO Qiong;JIANG Heyuan;DING Xiao;LU Daogang;LI Zhen;WANG Xiaotian

作者机构：华北电力大学核科学与工程学院非能动核能安全技术北京市重点实验室北京102206 

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

年 卷 期：2022年第56卷第10期

页      面：2061-2068页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金(11805069) 中央高校基本科研业务费专项资金(2019MS035,2019MS015) 

主　　题：乏燃料棒 喷淋冷却 液膜厚度 光学法 

摘      要：为避免在极端事故工况下,乏燃料水池会长期失去补水和冷却,第3代核电站如AP1000和CAP1400,引入了喷淋冷却系统。在喷淋条件下,乏燃料棒上液膜流动特性是影响冷却效果的重要因素,国内外学者还未对其做过详细的研究。本文使用光学法研究了在不同雷诺数(Re)条件下,对单根乏燃料棒进行喷淋冷却所形成的液膜厚度随时间和空间的变化。利用CCD相机采集液膜图像,并经过处理得到了清晰的液膜厚度图像和与图像吻合良好的数据。实验结果表明:当Re为608~7538时,瞬态液膜厚度最大值出现在Re=7085的条件下,其值为2.36 mm;随着Re的增加,时均液膜厚度会随之增加,并且液膜波动的振幅也会随之增加;在沿棒方向上,随着距棒顶距离的增加,液膜厚度会逐渐减小并趋于平稳,并且随着Re的增加,平稳部分会出现在距棒顶更远的位置。对乏燃料单棒冷却液膜流动特性的研究,为确定具有有效冷却能力的最小喷淋流量奠定了基础。