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基于高精度子通道程序的棒束临界热流密度机理模型

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原子能科学技术 2023年第8期57卷 1473-1481页

作者：郭俊良蒋理高逵孔焕俊桂淼单建强西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

传统棒束临界热流密度关联式受限于子通道粗糙的划分方式以及棒表面局部参数计算的不准确性而无法有效外推,针对特定燃料组件开发的棒束临界热流密度关系式只能用于特定的棒束几何结构。对于导向管存在的棒束结构仍需额外的修正,不满足... 详细信息

传统棒束临界热流密度关联式受限于子通道粗糙的划分方式以及棒表面局部参数计算的不准确性而无法有效外推,针对特定燃料组件开发的棒束临界热流密度关系式只能用于特定的棒束几何结构。对于导向管存在的棒束结构仍需额外的修正,不满足局部现象假设,无法实现真正的预测。为满足新型燃料组件以及新型堆等不同棒束几何下临界热流密度的预测需要,基于西安交通大学开发的高精度子通道程序建立了棒束临界热流密度机理模型。高精度子通道程序在原有子通道划分的基础上进一步细分,并结合格架分布式阻力模型使流场的计算更加细致准确。对基于高精度子通道程序开发的棒束临界热流密度机理模型进行了验证,预测值与实验值之比的平均值为0.99,均方差为4.69%,且无需对冷壁效应进行额外修正。

关键词：临界热流密度棒束子通道程序机理模型汽泡壅塞

基于双区域模型的钠冷快堆组件子通道分析程序的开发与验证

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原子能科学技术 2022年第4期56卷 672-683页

作者：吴宗芸刘天才吴明宇中国原子能科学研究院北京102413

子通道分析程序是钠冷快堆堆芯热工水力设计和安全分析的重要工具。本文为计算和分析钠冷快堆组件在径向均匀与倾斜功率分布工况下的热工水力特性,利用双区域绕丝交混模型开发了一款适用于钠冷快堆组件分析的子通道程序SPLICA,并与FFM2A... 详细信息

子通道分析程序是钠冷快堆堆芯热工水力设计和安全分析的重要工具。本文为计算和分析钠冷快堆组件在径向均匀与倾斜功率分布工况下的热工水力特性,利用双区域绕丝交混模型开发了一款适用于钠冷快堆组件分析的子通道程序SPLICA,并与FFM2A 19棒束实验数据与WARD 61棒束实验数据进行了对比验证。由于本文开发的子通道分析程序SPLICA使用了详细的绕丝交混模型,与经过二次开发后的COBRA程序的计算结果相比,对于FFM2A实验SPLICA程序计算得到的结果与实验结果符合得更好。这两个实验数据的验证结果证明了本文开发的子通道分析程序的准确性以及对高流量工况和低流量工况均具有良好的适用性。本程序能为钠冷快堆组件热工水力分析提供有效的设计和研究手段。

关键词：双区域模型子通道程序反应堆热工水力程序验证

基于贝叶斯方法的子通道程序不确定性量化分析

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基于贝叶斯方法的子通道程序不确定性量化分析

作者：张俊涛上海交通大学

学位级别：硕士

不确定性量化分析能够定量给出结果的不确定性范围,可以对计算程序进行验证和确认。同时不确定性量化分析对核电站安全裕量的计算也有重要的意义,能够有效避免不必要的保守假设,以提高核电的经济性。目前针对子通道程序的不确定性分析... 详细信息

不确定性量化分析能够定量给出结果的不确定性范围,可以对计算程序进行验证和确认。同时不确定性量化分析对核电站安全裕量的计算也有重要的意义,能够有效避免不必要的保守假设,以提高核电的经济性。目前针对子通道程序的不确定性分析研究还较少,主要是针对系统程序,不确定性的来源也同样是针对系统程序进行考虑,对子通道程序中相关模型参数如滑速比、湍流交混系数的研究非常缺乏,并且这些模型参数不确定性的确定主要依赖于经验判断。子通道程序计算出的核反应堆堆芯内相关参数的不确定性对于堆芯安全分析有着很重要的参考意义,所以对子通道程序的计算结果进行不确定性量化研究以及运用严谨的统计学方法对子通道程序中难以确定的模型参数进行不确定性分析是很有必要的。本文采用目前国际上应用较广的基于输入不确定性传递的方法得到子通道程序计算结果的不确定性,并通过反向的不确定性量化方法求出模型输入参数的不确定性分布。在此基础上开发了针对子通道程序的不确定性量化分析工具和敏感性分析工具。在对PSBT基准题空泡份额分布实验进行模拟计算时,评估了对子通道程序边界条件和计算模型对计算结果的影响,研究表明出口压力、质量流量、加热功率、入口温度以及功率分布等边界条件参数会对空泡份额计算结果产生一定的影响。空泡份额模型对计算结果的影响最大,湍流交混模型中等质量交换和等体积交换对计算结果影响不大,对计算结果产生明显影响的是湍流交混系数的值。利用开发的不确定性量化分析工具计算出了湍流交混系数和滑速比的不确定性分布,结果表明在所选取的PSBT基准题空泡分布实验工况范围内滑速比存在较大的不确定性,而湍流交混系数的变化范围较小。将输入参数的不确定性进行正向传递得到空泡份额的不确定带,结果表明计算结果的不确定带对实验值包络情况较好,尤其是在空泡份额比较高的区域。容忍限的不同会对求得的计算结果不确定带产生一定影响,一般情况下双95%就已经能够得到比较准确的结果。利用对模型参数不确定性量化求得的统计均值对模型进行标定之后可以得到比原模型与实验值更接近的计算结果,因此对于模型输入参数的不确定性评估结果可以作为计算模型选取和改进的重要参考。

关键词：子通道程序不确定性量化分析空泡份额

COSINE子通道程序湍流交混模型的开发与验证

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COSINE子通道程序湍流交混模型的开发与验证

第十六届全国反应堆热工流体学术会议暨中核核反应堆热工水...

作者：何琳罗彬张昊陈俊董博傅孝良杨燕华国家电投集团科学技术研究院有限公司国家能源核电软件重点实验室上海交通大学核科学与工程学院

COSINE程序是我国自主研发的核电厂堆芯物理、热工与系统安全分析一体化软件包。其中的子通道程序cosSubc基于子通道控制体三维网格模型,采用轴向及横向的热工水力控制方程。程序具备分析计算的准确性、可靠性及稳定性。COSINE程序中两... 详细信息

COSINE程序是我国自主研发的核电厂堆芯物理、热工与系统安全分析一体化软件包。其中的子通道程序cosSubc基于子通道控制体三维网格模型,采用轴向及横向的热工水力控制方程。程序具备分析计算的准确性、可靠性及稳定性。COSINE程序中两相流计算采用均相流模型,COSINE程序中的阻力计算模型和湍流交混模型与国际通用堆芯子通道程序(COBRA-IV、VIPRE-W)采用的模型基本一致子通道计算中,相邻的通道并非封闭的,而是间隙相通,由湍流脉动引起的质量、能量和动量的交换,叫做湍流交混。由于湍流脉动引起的间隙交叉流中,两通道的质量交换量相等,故未考虑对质量方程的影响,只考虑湍流交混对能量方程和动量方程的影响。轴向相邻通道中质量和能量会发生交混作用,横向流动不考虑交混作用。

关键词： COSINE 子通道程序均相流湍流交混

来源： cnki会议评论

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利用子通道程序对快堆堆芯堵流的计算

核科学与工程 1999年第4期19卷 326-337页

作者：张东辉王洲徐钅米中国原子能科学研究院

沸腾是钠冷快堆安全分析工作中必须要考虑的一个问题，而堵流是众多导致发生沸腾原因中十分重要的一个。要对堵流导致的沸腾问题进行计算分析，就必须要发展堵流计算能力。文中用具有两相流计算能力的子通道程序对堵流问题进行了计算，... 详细信息

沸腾是钠冷快堆安全分析工作中必须要考虑的一个问题，而堵流是众多导致发生沸腾原因中十分重要的一个。要对堵流导致的沸腾问题进行计算分析，就必须要发展堵流计算能力。文中用具有两相流计算能力的子通道程序对堵流问题进行了计算，和中国原子能研究院的试验结果以及其它程序计算结果的比较表明，对传统的子通道模型进行改进后程序具有良好的准确性，可以应用于今后的堵流沸腾计算。

关键词：钠冷快堆堆芯堵流沸腾安全分析子通道程序

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西安脉冲反应堆再淹没特性研究

核动力工程 2024年第3期45卷 60-67页

作者：王子铭傅俊森肖瑶田晓艳苏春磊李达顾汉洋上海交通大学核科学与工程学院上海200240 西北核技术研究所西安710024

再淹没过程是失水事故重要环节,明确再淹没过程中堆芯瞬态热工特性对破口失水事故安全分析极为关键。本研究基于子通道分析程序CTF,针对西安脉冲反应堆典型大、小破口失水事故中再淹没过程开展了瞬态分析计算。分析中将堆芯依据功率划分... 详细信息

再淹没过程是失水事故重要环节,明确再淹没过程中堆芯瞬态热工特性对破口失水事故安全分析极为关键。本研究基于子通道分析程序CTF,针对西安脉冲反应堆典型大、小破口失水事故中再淹没过程开展了瞬态分析计算。分析中将堆芯依据功率划分为8个通道,获得了骤冷前沿和堆芯温度的时空分布特性,分析了不同位置燃料棒在各高度的包壳与燃料棒中心温度变化规律。研究结果表明,外围燃料棒相较于中心最热棒温度更低且更早被完全冷却;大、小破口失水事故工况下冷却剂均能完全淹没堆芯,使堆芯完全冷却,大破口失水事故工况下因衰变功率更大,堆芯被完全冷却所需时间更长;大破口失水事故工况下包壳失效风险较小,小破口失水事故包壳失效风险相较于大破口失水事故工况更高,大、小破口失水事故工况下均不会发生燃料芯块熔毁。

关键词：脉冲堆再淹没堆芯温度子通道程序安全特性

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西安脉冲反应堆再淹没特性研究

核动力工程 2024年

作者：王子铭傅俊森肖瑶田晓艳苏春磊李达顾汉洋西北核技术研究所上海交通大学核科学与工程学院

再淹没过程是失水事故重要环节，明确再淹没过程中堆芯瞬态热工特性对破口事故安全分析极为关键。本研究基于子通道分析程序CTF，针对西安脉冲反应堆典型大、小破口失水事故中再淹没过程开展了瞬态分析计算。分析中将堆芯依据功率划分为... 详细信息

再淹没过程是失水事故重要环节，明确再淹没过程中堆芯瞬态热工特性对破口事故安全分析极为关键。本研究基于子通道分析程序CTF，针对西安脉冲反应堆典型大、小破口失水事故中再淹没过程开展了瞬态分析计算。分析中将堆芯依据功率划分为8个通道，获得了骤冷前沿和堆芯温度的时空分布特性，分析了不同位置燃料棒在各高度的包壳与燃料棒中心温度变化规律。研究结果表明，外围燃料棒相较于中心最热棒温度更低且更早被完全冷却；大、小破口失水事故工况下冷却剂均能完全淹没堆芯，使堆芯完全冷却，大破口失水事故工况下因衰变功率更大，堆芯被完全冷却所需时间更长；大破口失水事故工况下包壳失效风险较小，小破口失水事故包壳失效风险相较于大破口失水事故工况更高，大小破口失水事故工况下均不会发生燃料芯块熔毁。

关键词：脉冲堆再淹没堆芯温度子通道程序安全特性

基于最小DNBR点法和BO点法的棒束CHF预测研究

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核动力工程 2018年第5期39卷 172-175页

作者：刘伟彭诗念江光明刘余单建强中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610213 西安交通大学核科学与技术学院西安710049

分别采用最小偏离泡核沸腾比(DNBR)点法和烧毁(BO)点法开发了与子通道分析程序ATHAS匹配的临界热流密度(CHF)关系式—ACC (ATHAS CHF CORRELATION)关系式,对比分析了这2种方法的数据分布和预测率,并分别利用Owen准则确定了其DNBR限值,... 详细信息

分别采用最小偏离泡核沸腾比(DNBR)点法和烧毁(BO)点法开发了与子通道分析程序ATHAS匹配的临界热流密度(CHF)关系式—ACC (ATHAS CHF CORRELATION)关系式,对比分析了这2种方法的数据分布和预测率,并分别利用Owen准则确定了其DNBR限值,结果表明:相比于最小DNBR点法,BO点法基于真实的CHF发生位置的数据,具有相对的保守性和较高的预测率。

关键词：最小DNBR点法 BO点法棒束CHF预测子通道程序 ATHAS

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海洋条件下反应堆热工水力参数的子通道计算

原子能科学技术 2015年第10期49卷 1758-1765页

作者：李志威张小英陈焕栋白宁历井钢华南理工大学电力学院广东广州510640 中科华核电技术研究院有限公司广东深圳518026

针对海洋条件下反应堆的子通道热工水力分析,建立了海洋运动附加力模型和瞬态入口边界,将起伏、摇摆及复合运动的附加力关系式用于子通道模型的轴向和横向动量方程,并应用到COBRAⅢC程序将其改造为适应海洋条件的反应堆子通道分析程序... 详细信息

针对海洋条件下反应堆的子通道热工水力分析,建立了海洋运动附加力模型和瞬态入口边界,将起伏、摇摆及复合运动的附加力关系式用于子通道模型的轴向和横向动量方程,并应用到COBRAⅢC程序将其改造为适应海洋条件的反应堆子通道分析程序。作为验证,计算了加热实验通道和"奥陆"堆在起伏运动情况下热通道的临界热流密度比(CHFR)、出口空泡份额和冷却剂流量,并与文献结果对比。还详细计算了"奥陆"堆在起伏、不同摇摆中心和复合运动情况下,热通道的CHFR和不同位置子通道出口的热工水力参数。研究表明:海洋条件下反应堆的子通道热工水力参数随运动呈周期性变化;起伏运动对子通道的压降影响较大,摇摆运动对子通道冷却剂的流量和温度影响较大。

关键词：海洋条件压水堆运动附加力子通道程序