【摘要】:大多数压水堆设计成从底部再淹没,但也有设计成从堆芯底部和顶部两个方向注入冷却水淹没堆芯的方案。这些蒸汽一部分是从下端淹没时产生的,另一部分是从上端进入堆芯的冷却剂本身蒸发时产生的。这种阻流限制了可流进堆的冷却剂流量,从而也限制了顶部冷却水淹没堆芯的速度。从堆芯上部淹没堆芯的速率最终要由上述流动机理所决定的可进入堆芯的冷却水流量和传热机理所决定的骤冷前沿推进速度这两个因素所制约。
大多数压水堆设计成从底部再淹没,但也有设计成从堆芯底部和顶部两个方向注入冷却水淹没堆芯的方案。即使是那些把冷却水注入堆芯底部的情况,在冷却水淹没堆芯的过程中也会出现冷却水从堆芯底部向上和从堆芯顶部向下两个方向冷却堆芯的现象。这是因为冷却水从下端进入堆芯后,在燃料元件表面剧烈的蒸发造成液体飞溅,蒸汽夹带着大量液滴进入上腔室。在上腔室由于流速降低和各种结构件的阻挡,许多液滴会落下来,积存在堆芯上方,并进入堆芯冷却燃料元件。然而从顶部流进燃料通道的冷却剂会受到向上流动蒸汽的阻流。这些蒸汽一部分是从下端淹没时产生的,另一部分是从上端进入堆芯的冷却剂本身蒸发时产生的。这种阻流限制了可流进堆的冷却剂流量,从而也限制了顶部冷却水淹没堆芯的速度。
根据实验数据的拟合,在竖直管道中汽液逆向流动的汽相和液相流量大小遵循下列半经验关系式:
式中(www.daowen.com)
式中,jg和jf分别为汽相和液相的表观流速,jg=Wg/(ρgA),jf=Wf/(ρfA),A是流道截面积;De是当量直径;m和C是两个常数,其数值与流体的黏度、过冷度和壁面状况等有关。对于水,取值为m=0.8~1,C=0.7~1。式(6-119)表明,在逆向流动时,汽、液两相的流量是相互制约的,汽相流量越大,液相流量越小。当汽相流量达到j*1/2 g≥C时,液膜会停滞,甚至在汽液混合物的推动下向上流动,不过液膜一旦往下流,燃料通道中产生的蒸汽量也就少了,这时液膜又可重新流入堆芯。从堆芯上部淹没堆芯的速率最终要由上述流动机理所决定的可进入堆芯的冷却水流量和传热机理所决定的骤冷前沿推进速度这两个因素所制约。
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