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液体悬浮式非能动停堆组件水力特性分析及试验验证

液体悬浮式非能动停堆组件水力特性分析及试验验证

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作者：袁浩然上海交通大学

学位级别：硕士

在失电或主冷却泵故障停转同时伴随主停堆系统失效时,为了防止堆芯过热,有必要采用一套辅助停堆系统,除了主停堆系统之外,补充引入一套非能动停堆装置,作为提高快堆固有安全性的措施之一。其中液体悬浮式非能动停堆装置,在发生假想的无... 详细信息

在失电或主冷却泵故障停转同时伴随主停堆系统失效时,为了防止堆芯过热,有必要采用一套辅助停堆系统,除了主停堆系统之外,补充引入一套非能动停堆装置,作为提高快堆固有安全性的措施之一。其中液体悬浮式非能动停堆装置,在发生假想的无保护失流（ULOF）时,依靠该停堆装置组件随堆芯流量下降致其水力-动力特性的变化,而实现非能动的落棒停堆。本文针对快堆液体悬浮式非能动停堆组件的落棒功能与原理,建立非能动组件移动体落棒水力-动力学分析模型并开发相应的设计与分析程序。通过部件试验,研究部件结构的水力特性、流动阻力与压降特性等,为分析程序的水力阻力、运动过程修正提供试验数据;部件试验结果表明,在相邻的局部阻力之间,由于受上一个局部阻力影响而致流体连续绕流,从而导致彼此靠近的局部阻力存在相邻影响;本文通过回归分析,得到了流动阻力相邻影响修正系数K随雷诺数的拟合关系式;部件与部件之间由于间隔距离较大,部件间的流动阻力影响较小,可以忽略部件间的相互影响。通过全尺寸组件落棒功能试验,分析移动体落棒曲线,组件落棒试验结果表明,移动体的落棒特性能够满足非能动停堆组件的设计要求;验证分析程序计算移动体的落棒曲线具有一定的可靠性。建立部件数值计算模型,计算结果表明流动局部阻力相邻影响受到距离的影响,随着两个局部阻力距离的增大相邻影响系数逐渐减小;基于典型非能动组件移动体落棒的数值计算,分析非能动停堆组件的落棒运动功能、水力学机理、组件内部流场特性、组件的液力自紧特性,计算结果表明移动体受到的水力推力,压力损失随着位移的增加而减小,临界流量随着位移的增加而增加。本文的研究结果为液体悬浮式非能动停堆组件的水力设计及优化提供参考途径。

关键词：液体悬浮式非能动停堆组件水力运动特性落棒特性流动阻力相邻影响分析程序数值计算

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