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《超臨界水堆流動不穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、超臨界水堆流動不穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀李 捷（中國核動力研究設(shè)計院核反應(yīng)堆系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)重點實驗室，四川成都610213）【摘 要】超臨界水堆作為六種第四代堆之一具有熱效率高、系統(tǒng)簡單和經(jīng)濟性好等特點。但是由于超臨界水密度變化大，容易引發(fā)系統(tǒng)不穩(wěn)定。詳細總結(jié)了國際上近年來在自然循環(huán)流動不穩(wěn)定性研究、核熱耦合不穩(wěn)定性研究等方面的進展，最后指出了在流動不穩(wěn)定性分析存在的問題以及對以后的發(fā)展方向。.jyqkplificationandgoodeconomics.Homayrevealinstability.Thispap
2、ersummarizedtherecentprogressofnaturalcirculationinstabilityandneutronic-thermalcoupledinstabilityinthesandthefuturedirectionispointedoutattheendofthepaper.【Keyalcoupled0 引言超臨界水堆（supercriticalperski等做了超臨界CO2自然循環(huán)的實驗，結(jié)果在流量功率曲線峰附近沒有發(fā)現(xiàn)流動不穩(wěn)定性，即使在負斜率區(qū)也沒有發(fā)現(xiàn)[4]，這
3、和Chatoorgoon的研究結(jié)果不一致。這其中的原因可能是兩者使用的邊界條件不同。Jain等[5]使用線性和非線性分析方法模擬了超臨界水和超臨界CO2自然循環(huán)回路不穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)對于不同的幾何和工作流體，穩(wěn)定性邊界是不一樣的，這和以前的結(jié)果[1]是不一樣的。以前的研究認為不穩(wěn)定性是和功率峰相關(guān)，而本文研究表明是和回路密度變化有關(guān)，這是幾何、入口過冷度、功率和工作流體的函數(shù)。文中特別提到了狀態(tài)方程的重要性，對于超臨界水回路，若狀態(tài)方程精確，則穩(wěn)定，若狀態(tài)方程不太精確，則會出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。Jain和Rizar
4、使用時域法研究了超臨界水冷堆的核熱耦合不穩(wěn)定性[15]，不考慮水棒的影響，堆芯使用單通道模型劃分成兩個節(jié)塊，中子物理使用一群緩發(fā)中子的點堆模型。不考慮中子物理反饋的瞬態(tài)分析結(jié)果表明會有超臨界Hopf分岔并且在不穩(wěn)定區(qū)域存在穩(wěn)定周期，而考慮反饋的結(jié)果顯示有次臨界Hopf分岔并且在穩(wěn)定區(qū)域存在不穩(wěn)定周期，所以考慮反饋的結(jié)果更加保守，并且得到結(jié)論：考慮反饋后即時在小擾動下是穩(wěn)定的，在大擾動下可能也會出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。這些結(jié)論不能通過線性分析得到，所以要研究大擾動下反應(yīng)堆的穩(wěn)定性行為必須使用非線性模型分析。Cai等
5、[16]使用頻域線性法研究了超臨界水冷快堆功率上升階段的熱工水力穩(wěn)定性，由于快堆冷卻劑密度的反應(yīng)性反饋很小，所以核熱耦合并不重要。由于下腔室的速度比流道的速度慢，所以忽略了上升通道和下降通道的耦合。此外，在其它條件相同的情況下，熱通道比其它通道更加不穩(wěn)定，所以只分析熱通道。熱工水力穩(wěn)定性分析表明，壽期末的blanketassembly有最大衰減比，衰減比對軸向功率分布敏感，所以在設(shè)計的時候要留足夠的余量考慮這種敏感性。Joen等[17]在DeLight臺架上開展了歐洲高性能輕水堆的比例核熱耦合自然循環(huán)流動
6、不穩(wěn)定性實驗研究，在運行范圍內(nèi)測量了衰減率和頻率，在穩(wěn)定性圖中發(fā)現(xiàn)了明顯的不穩(wěn)定性區(qū)域，該區(qū)域類似于沸水堆。１.3 并聯(lián)通道流動不穩(wěn)定性德國FZK的Gómez等[18]使用頻域線性法分析了均勻加熱單通道和兩并聯(lián)通道的不穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)兩通道的穩(wěn)定性區(qū)域比單通道的更小。此外，他們發(fā)現(xiàn)狀態(tài)方程（冷卻劑使用兩區(qū)模型還是三區(qū)模型）對穩(wěn)定性分析的結(jié)果影響很大，這和前面的研究結(jié)果一致。后來，他們又在基于有限元的FEMLAB中加入了超臨界水的熱工水力模型，對均勻加熱單通道熱工水力穩(wěn)定性進行了線性和非線性分析[19]。他們指
7、出，在超臨界水系統(tǒng)中，若發(fā)生了密度波不穩(wěn)定性就不會發(fā)生流量漂移和壓降不穩(wěn)定性。同很多研究人員一樣，他們發(fā)現(xiàn)線性穩(wěn)定性分析結(jié)果很大程度上受到狀態(tài)方程的影響。此外，他們使用非線性程序分析發(fā)現(xiàn)，均勻加熱單通道中出現(xiàn)了超臨界分岔。加拿大的Chatoorgoon等人則對兩并聯(lián)通道作了一系列研究[20-22]，可能主要是適應(yīng)CANDU-SC.L.Stabilityofanaturalcirculationloopodynamicpseudocriticalpoint[C]//ProceedingsofICAPP’04
8、2004，Pittsburgh，PA，USA，June13-17，Paper4268.［５］Jain，R.andM.L.Corrandini.Alinearstabilityanalysisfornatural-circulationloopsundersupercriticalconditions[J].NuclearTechnology，2006（155）:312-323［６］Jain，P.K.andRizericalan
