乏燃料水池長(zhǎng)期非能動(dòng)冷卻熱管性能實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、乏燃料儲(chǔ)存于乏燃料水池中持續(xù)釋放熱量，必須對(duì)其進(jìn)行有效的冷卻。熱管冷卻系統(tǒng)具有無(wú)需電力驅(qū)動(dòng)非能動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，將其用于冷卻乏燃料水池能夠有效的延長(zhǎng)乏燃料水池?zé)o需外部干預(yù)的非能動(dòng)冷卻時(shí)間，對(duì)于實(shí)現(xiàn)先進(jìn)壓水堆核電廠長(zhǎng)期非能動(dòng)冷卻具有重要意義。
　　本文針對(duì)應(yīng)用于乏燃料水池的大尺度熱管模塊開展了實(shí)驗(yàn)研究，不僅獲得了大尺度熱管的換熱特性，同時(shí)也驗(yàn)證了非能動(dòng)熱管冷卻乏燃料水池的技術(shù)可行性。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論包括：
　?。?）針對(duì)CAP140

2、0乏燃料水池?zé)峁芾鋮s方案，建立三維幾何模型，構(gòu)建高質(zhì)量的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，基于Fluent軟件建立乏燃料水池多孔介質(zhì)數(shù)值計(jì)算模型，獲得了不同乏燃料熱源和不同熱管布置方式下水池的流場(chǎng)特征和溫度分布特性，且為大尺度熱管實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　（2）設(shè)計(jì)并搭建了大尺度分離式熱管實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。熱管蒸發(fā)段內(nèi)徑65mm，7.6m高，冷凝段長(zhǎng)20m，熱管整體高9m。以水為工質(zhì)，實(shí)驗(yàn)獲得了分離式熱管中工質(zhì)水循環(huán)溫度變化特征，其流經(jīng)分離式熱管蒸發(fā)段時(shí)具有

3、過(guò)冷區(qū)、池沸騰區(qū)和質(zhì)量含氣率大的兩相區(qū)。在分離式熱管運(yùn)行典型工況（充液率高度5.6m，加熱水入口溫度80℃，流速0.011m/s，風(fēng)速1.5m/s）下，以水為工質(zhì)的單根分離式熱管換熱量為13kW，具備冷卻乏燃料水池的能力。
　?。?）開展大尺度分離式熱管的參數(shù)敏感性分析。實(shí)驗(yàn)獲得了蒸發(fā)段外加熱水溫度和流速、冷凝段外風(fēng)速、充液率和工質(zhì)種類等參數(shù)對(duì)熱管換熱性能的影響。結(jié)果表明，蒸發(fā)段外加熱水的溫度和流速對(duì)分離式熱管傳熱傳質(zhì)能力影響最大