再淹没试验装置的RELAP5/MOD3.4程序模拟分析

杨寒

【摘 要】准确计算再淹没过程燃料元件温度分布是评价应急堆芯冷却系统的有效性和估算反应堆安全裕度的关键。结合再淹没装置，利用系统分析程序RELAP5/MOD3.4分别对低流量下和高流量下的再淹没试验进行模拟分析。结果表明：（1）对于低流量的再淹没，计算的加热棒峰值表面温度略低于实验值，但是骤冷时间相差不多；计算的系统总质量比实验值偏低。（2）对于高流量的再淹没，再淹没初期计算的加热棒峰值表面温度，骤冷时间与试验符合较好；计算的系统总质量比试验值偏低。RELAP5程序基本能预测再淹没过程中的热工水力现象，但是在再淹没传热计算模型方面还有待改进。

【关键词】堆芯冷却；再淹没；RELAP5

0 引言

应急堆芯冷却系统主要关心的是发生失水事故或者长期衰变热排出过程中，堆芯是否有足够的传热能力。技术上关注的领域包括：再淹没（大破口失水事故）、堆芯裸露（小破口失水事故）和自然循环（长期冷却）。在大破口事故下反应堆冷却剂丧失，堆芯元件可能全部或部分裸露，元件温度最高值正是出现在这个阶段。

RELAP5是通用的轻水堆瞬态分析计算程序，适用于轻水堆系统所有瞬态和假想事故（包括小破口失水事故、大破口失水事故和所有瞬态事故）的模拟计算[1]。它由爱达荷国家工程实验室（INEL）为美国核管会（USNRC）研制开发，可用于规程制定、安全审评计算、事故缓解评价、操纵员规程评价和实验计划分析等各个方面。当前，由于对再淹没过程中两相流动传热行为的认识并不充分，现有安全分析程序模型存在较大的计算不确定性，评价反应堆安全系统的有效性是以牺牲安全裕度为代价的。……