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RELAP5程序预测第一类密度波不稳定边界的能力验证

滕辰 解衡 贾海军

滕辰, 解衡, 贾海军. RELAP5程序预测第一类密度波不稳定边界的能力验证[J]. 核动力工程, 2021, 42(6): 65-71. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0065
引用本文: 滕辰, 解衡, 贾海军. RELAP5程序预测第一类密度波不稳定边界的能力验证[J]. 核动力工程, 2021, 42(6): 65-71. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0065
Teng Chen, Xie Heng, Jia Haijun. Assessment of RELAP5 Code for Predicting Unstable Boundary of Type-I Density Wave with Experiment[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(6): 65-71. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0065
Citation: Teng Chen, Xie Heng, Jia Haijun. Assessment of RELAP5 Code for Predicting Unstable Boundary of Type-I Density Wave with Experiment[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(6): 65-71. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0065

RELAP5程序预测第一类密度波不稳定边界的能力验证

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0065
基金项目: 国家重点研发计划(2018YFB190051)
详细信息
    作者简介:

    滕 辰(1986—),男,博士研究生,现主要从事反应堆热工水力方面的研究,E-mail: 15692509975@163.com

  • 中图分类号: TL333

Assessment of RELAP5 Code for Predicting Unstable Boundary of Type-I Density Wave with Experiment

  • 摘要: 为估算低温核供热堆的第一类密度波不稳定(Type-I DWO)边界,以确定其微沸腾运行模式的参数区间,本文建立了低温核供热堆NHR200相似性实验回路HRTL200的RELAP5数值模型。通过对比模拟结果与实验结果,评价了RELAP5/MOD3.2程序模拟Type-I DWO的一般特性以及预测不稳定边界的能力,分析了进、出口阻力系数、相间摩擦对模拟结果的影响。结果表明,RELAP5程序模拟Type-I DWO 的一般特性与实验符合较好;运行压力不高于25 bar(1 bar=105 Pa)时,程序计算的不稳定边界的过冷度边界值与实验值偏差在3 K以内;运行压力大于30 bar时,采用准确的相间摩擦关系式可以改善预测结果。因此,选取与回路相匹配的相间摩擦关系式后,RELAP5程序可以用于模拟和预测Type-I DWO。

     

  • 图  1  HRTL200回路布置图

    P—压力测点;DP—压差测点

    Figure  1.  Arrangement of HRTL200 Loop

    图  2  HRTL200节点划分

    Figure  2.  Node Partition of HRTL200

    图  3  实验数据FFT变换结果

    Figure  3.  FFT Transformation Results of Experimental Data

    图  4  RELAP5模拟平均参数与实验值的比较

    EXP—实验值;UVUT、EVET——UVUT、EVET模型计算结果;其余类同        

    Figure  4.  Comparison of RELAP5 Simulated Average Parameters and Experimental Values

    图  5  RELAP5计算结果与实验结果的不稳定边界对比

    Figure  5.  Unstable Boundary Calculated by RELAP5 Against with That of the Experiment

    图  6  流速振荡波形及频谱

    Figure  6.  Flow Rate Oscillation Waveforms and Spectrums

    图  7  阻力系数不确定性对各模拟参数的影响

    Figure  7.  Influence of Resistance Coefficient Uncertainties on Simulation Parameters

    图  8  漂移流速对RELAP5模拟结果的影响

    Figure  8.  Influence of Drift Velocity on RELAP5 Simulation Results

    表  1  HRTL200主要设备部件尺寸

    Table  1.   Dimensions of Main Components of HRTL200

    部件名称内径/mm外径/mm长度/mm
    上升段50574990
    汽-水分离器3053251446
    冷凝器2572732190
    换热器3053252715
    下降段1001083000~3066
    文丘里管30
    加热棒束(3×3)101900
       “—”—无此项
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    表  2  HRTL200控制体网格无关性检验

    Table  2.   Grid Independence Test of HRTL200 Control Volume

    控制体数RELAP5计算结果
    实验本体上升段入口流速/(m·s−1)相对振幅/%
    10200.8410.02
    20400.84721.41
    40800.84827.23
    401200.85139.14
    601200.85439.13
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-15
  • 修回日期:  2021-06-16
  • 刊出日期:  2021-12-09

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