非能动安全壳冷却系统外侧辐射换热与自然对流研究.pdf

第４７卷第１１期原子能科学技术．４７，．１１
VolNo
２０１３年１１月．２０１３
AtomicEnergyScienceandTechnologyNov

非能动安全壳冷却系统外侧辐射换热与自然对流研究

郭建娣１，韩伟实２
（１．苏州热工研究院有限公司，江苏苏州２１５００４；２．哈尔滨工程大学核科学与技术学院，黑龙江哈尔滨１５０００１）

摘要：本文建立了１∶１０的二维钢制安全壳外侧辐射换热和自然对流模型，并用先进流体计算软件
对流场进行计算，得到了完整流道下的速度流场、钢制安全壳上封头顶部的空气速度矢量图，并
Fluent
得出钢制安全壳上封头顶部存在空气滞留区的结论。分析了通道宽度、空气进流速度及壁面黑度对通
道换热的影响，结果表明：适当的通道宽度和空气进流速度均能提高通道的换热和换热效率；壁面黑度
的提高能明显增强钢制安全壳上封头处的辐射换热。
关键词：非能动安全壳冷却系统；辐射换热；自然对流；
Fluent
中图分类号：３３１文献标志码：文章编号：１０００‐６９３１（２０１３）１１‐２００９‐０５
TLA
doi：１０．７５３８／．２０１３．４７．１１．２００９
yzk

StudyonRadiationHeatTransferandNaturalConvection
OutsidePassiveContainmentCoolingSystem

‐１，‐２
GUOJiandiHANWeishi
（１．SuzhouNuclearPowerResearchInstitute，Suzhou２１５００４，China；
２．CollegeofNuclearScienceandTechnology，HarbinEngineeringUniversity，Harbin１５０００１，China）

Abstract：１∶１０２
ADmodelofradiationheattransferandnaturalconvectionoutside
２．
theDsteelcontainmentwasestablishedinthispaperTheadvancedcomputational
．
fluiddynamicanalysissoftwareFluentwasappliedtocompletethecalculationThe
velocitynephogramandthevelocityvectordiagramontheheadofsteelcontainment
，
wereobtainedandtheresultsshowthatthereisanairstagnantzoneontheheadof
．，
steelcontainmentTheinfluenceofchannelwidthairflowspeedandemissivityofwall
．
surfaceonheattransferwasstudiedaswellTheappropriatechannelwidthandairflow
．
speedcanenhancetheheattransferandtheefficiencyofheatexchangeTheincreaseof
theemissivityofwallsurfacecanobviouslyimprovetheradiationheattransferonthe
．
headofsteelcontainment
Keywords：；；‐
passivecontainmentcoolingsystemradiationheattransfernaturalconvec
；
tionFluent
１０００是基于非能动型压水堆核电技术的热工水力特性，通过重力、自然循环、压缩空气来
AP
第三代核电站，其非能动安全系统可利用固有的实现系统功能［１‐４］。非能动安全壳冷却系统是非

收稿日期：２０１２‐０７‐２３；修回日期：２０１２‐１０‐１２
作者简介：郭建娣（１９８７—），女，浙江诸暨人，助理工程师，硕士，核能科学与工程专业
０１０２原子能科学技术第４７卷

能动安全系统的重要组成部分，可在发生任何导头Ⅲ上，由于计算重点是钢制安全壳表面，因
致钢制安全壳内压力与温度剧增的设计基准事此，在钢制安全壳壁面处进行网格加密处理；对
故时，排出钢制安全壳内大气的热量，并传至环于不是计算重点的出口Ⅳ上，适当减少网格数
境，有效抑制并降低钢制安全壳内的温度和压量以提高计算速度。
力，保证事故工况下钢制安全壳的完整性［５‐６］。
非能动安全壳冷却系统以钢制安全壳为传
热面，主要依靠外表面的水膜蒸发、辐射换热和
自然对流带走从内表面传导出的热量。由于储
水箱的储水量有限，待冷却水用完后钢制安全壳
外的