基于CFD的压水堆安全壳试验速率优化研究

向华伟; 熊伯炜; 荣华; 徐洁皓; 范兴朗; 耿岩

doi:10.3724/j.gyjzG24062106

基于CFD的压水堆安全壳试验速率优化研究

doi: 10.3724/j.gyjzG24062106

1. 中冶建筑研究总院有限公司, 北京 100088;
2. 中冶检测认证有限公司, 北京 100088;
3. 福建宁德核电有限公司, 福建宁德 355200

基金项目:

国家自然科学基金青年基金项目(52008413)。

中国博士后科学基金项目(2023M734085)

详细信息

作者简介:
向华伟,工学博士,高级工程师,主要从事核电厂安全壳结构服役性能评价方向的研究。电子信箱:hwxiang@zju.edu.cn

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出版历程
- 收稿日期: 2024-06-21
- 网络出版日期: 2025-10-24

CFD-Based Pressurization Rate Optimization for Pressurized Water Reactor Containment Testing

1. Central Research Institute of Building and Construction Co., Ltd., MCC Group, Beijing 100088, China;
2. Inspection and Certification Co., Ltd., MCC, Beijing 100088, China;
3. Fujian Ningde Nuclear Power Co., Ltd., Ningde 355200, China

摘要

摘要: 安全壳整体性试验是核电厂在役期间最重要的试验之一,针对该试验充压速率能否优化提升的问题,首先分析了该试验过程安全壳壳内气体运动传热机制,提出了壳内气体的合理热边界条件;接着采用计算流体动力学方法,建立了精细的安全壳壳内流体域仿真分析模型,采用安全壳整体性试验历史数据对模型的可靠性进行验证;基于验证后的模型对充压速率提升至60 kPa/h后安全壳壳内气体运动状态进行了仿真计算。结果表明,充压过程中安全壳壳内气体总体上呈缓慢流动,气体最大平均速度仅为0.165 m/s;充压过程安全壳壳内气体温度呈非线性变化,充压做功引起的壳内气体平均温度升高5.75℃;充压过程壳内气体压力总体上分布均匀,除充压孔附近2 m范围外,其余区域压力梯度均不超过5 Pa,充压速率提升至60 kPa/h引起的壳内气体状态改变有限。
- 压水堆安全壳 /
- 整体性试验 /
- 充压速率 /
- 气体状态 /
- 计算流体动力学
Abstract: The integrity test of the containment is one of the most crucial tests during the operation of nuclear power plants. To optimize and improve the pressurization rate for this test, the heat transfer mechanism of gas movement inside the containment during the experimental process was analyzed, and reasonable thermal boundary conditions for the gas were proposed. The computational fluid dynamics (CFD) method adopted used to establish a refined simulation analysis model for the fluid domain inside the containment. Historical data from the integrity test of the containment were employed to verify the reliability of the model. Based on the validated model, an analysis was conducted on the gas movement inside the containment after increasing the pressurization rate to 60 kPa/h. The results showed that the gas inside the containment flowed slowly, with a maximum average velocity of 0.165 m/s. The gas temperature exhibited a nonlinear change, rising by an average of 5.75℃. During pressurization, the gas pressure was uniformly distributed, and except for a range of 2 meters near the pressurization port, the pressure gradient in all other areas did not exceed 5 Pa. In summary, increasing the pressurization rate to 60 kPa/h caused only minor changes to the gas state inside the vessel.
- pressurized water reactor containment /
- integrity test /
- pressurization rate /
- gas state /
- CFD

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