一种压力容器下封头热流密度的模拟方法

摘要

本发明公布了一种压力容器下封头热流密度的模拟装置及模拟方法，包括整体呈长方体的弧形模拟器，所述弧形模拟器向其中一个侧面弯曲，形成横截面为矩形的四分之一个圆环，其外径为R，内径为R-B，B为弧形模拟器的厚度，弧形模拟器的宽度为Am。本发明可以模拟堆芯熔融物在不同事故条件下的发热功率，还可以同时实现下封头冷却流量的模拟，模拟装置可以模拟严重事故条件下堆芯熔融物在不同事故条件下的发热，同时模拟装置还可与其他结构共同形成冷却通道，可以用于实验室开展严重事故条件下压力容器下封头外表面流动传热特性以及临界热流密度实验，获得下封头外表面临界热流密度限值，为严重事故缓解系统的设计和有效性评估提供依据。

主权项

一种压力容器下封头热流密度的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)根据核反应堆设计结果，获取核反应堆压力容器下封头的外半径R下封头、冷却流量m_p和下封头热流密度分布q_p(θ)；(b)根据所用热源的功率，选取弧形模拟器的宽度Am和厚度B，宽度Am范围为50～500mm，厚度B范围为20～150mm，弧形模拟器的外半径R与核反应堆压力容器下封头的外半径R下封头相等；(c)确定需要模拟的角度θ_m，0°<θ_m<90°，需要获得下封头外表面在角度α处的临界热流密度时，则令模拟角度θ_m与α相等；(d)根据以下公式计算半球形下封头的切片结构占半球形下封头结构的比例ξ，$\xi =\frac{A_m}{2\pi R{\mathrm{sin\theta }}_m}$其中，Am为弧形模拟器的宽度，单位为m；R为弧形模拟器的外半径，单位为m；θ_m为被模拟的角度；(e)根据以下公式计算模拟装置需要的冷却流量m_em_e＝m_p·ξ，其中m_p为反应堆压力容器下封头外表面的冷却流量；(f)当0°<θ≤θ_m时，根据以下公式计算出模拟装置需要的热流密度分布q_e(θ)，其中q_p(θ)为反应堆压力容器下封头外表面的热流密度分布；当θ_m<θ≤90°时，根据以下公式计算出模拟装置需要的热流密度分布q_e(θ)。