反應堆壓力容器直接安注工況下的旁流現象數值仿真分析

張明乾，林　潤

反應堆壓力容器直接安注工況下的旁流現象數值仿真分析

張明乾，林潤

（深圳中廣核工程設計有限公司 工程研發所，廣東 深圳 518172）

采用直接安注技術的反應堆在發生大破口事故（LB-LOCA）時，從直接安注接管進入壓力容器的冷卻水會有一部分在反應堆壓力容器環腔內高速水蒸汽的夾帶下不經過堆芯而從破口冷管段直接流出，這部分旁流量會減少流經堆芯的冷卻水，對堆芯安全性至關重要。本研究以典型百萬千瓦級三環路壓水堆中一個環路的冷管段發生LB-LOCA事故為例，建立了再淹沒階段的反應堆環腔數值模型，采用CFD方法研究了反應堆內汽液兩相流動規律，獲得了安注水通過直接安注接管進入壓力容器后的旁流份額和環腔內液位的動態變化特性。研究結果表明，計算得到的兩相流動特性與類似實驗觀察到的關鍵物理現象一致。本研究建立的數值模型和分析方法能夠應用在直接安注技術方案論證設計中。

直接安注；旁流；兩相流；計算流體動力學

在反應堆冷卻劑系統發生失水事故時，應急堆芯冷卻系統向反應堆壓力容器注入冷卻水，防止堆芯因缺少冷卻劑而不斷升溫，并提供事故后對堆芯長期冷卻的能力。“反應堆壓力容器直接注入”（“ Direct Vessel Injection”，簡稱DVI）技術作為實現應急堆芯冷卻系統功能的方式之一，在發生失水事故時，通過安裝在壓力容器筒體上的若干安注接管將冷卻水直接注入到反應堆壓力容器中。……