LBE下降流场中传热管微裂纹处蒸汽泡动力学数值模拟研究

摘要：

铅铋冷却快堆(Lead-Bismuth Cooled Fast Reactor)蒸汽发生器传热管发生破口(Steam Generator TubeRupture,SGTR)事故时,高压水蒸汽进入一次侧高温液态金属.根据破口位置和尺寸不同,破口泄漏行为可能涉及破前泄漏(Leak-Before-Break,LBB)、单相临界流或两相临界流,不同形态的水在高温液态金属作用下发生不同形式的热质传输行为,对铅铋冷却快堆的安全运行具有重要影响.针对SGTR不同阶段,开展了系列研究,重点关注管内干涸阶段SGTR,传热管微裂纹低流量单相蒸汽渗入螺旋管束间液态铅铋合金(Lead-Bismuth Alloy,LBE)下降流场中汽泡动力学行为.基于VOF(Volume of Fluid)模型建立蒸汽-LBE两相流动及相界面捕捉数值模拟模型,研究高温LBE向下运动的流场中的单根传热管和3×3管束表面蒸汽泡生长与脱离行为.研究结果表明:汽泡在下降流场中的动力学行为与静止或向上流动的液体中的行为存在较大区别,蒸汽泡受LBE下降流场和浮力的作用脱离裂纹处后可能会沿着传热管表面滑动,在部分工况下蒸汽泡可能形成覆盖传热管表面的蒸汽膜或在管束区域内大量堆积,给LBE流动稳定性和蒸汽发生器换热带来不利影响.

关键词：铅铋冷却快堆、SGTR、下降流场、LBB、汽泡动力学

所属期刊栏目：45

分类号：TL99

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;黑龙江省自然科学基金项目

在线出版日期：2023-01-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：93-105