Churchill-Chu关系式在极薄金属层内传热的适用性研究

摘要

在假设的堆芯融毁事故中,反应堆压力容器的下封头内可能会形成分层的熔池结构。底部重金属层的形成会导致熔池顶部的金属层高度逐渐降低,使得顶部金属层的侧壁热聚焦效应逐渐增强,压力容器有可能会失效。本文通过开展HELM-LR试验,针对薄金属层在低高度条件下的传热进行了研究。结果表明,Churchill-Chu径向传热关系式在低高度的条件下依然适用。Churchill-Chu关系式在低高径比且以水为工质的条件下,计算结果偏不保守。将Churchill-Chu关系式运用到反应堆的熔池结构案例中发现,随着氧化物层衰变功率的增大和薄金属层高度的降低,氧化物层的等温边界假设将不再适用;虽然薄金属层侧壁的热聚焦效应仍会随其高度的降低而逐渐增强,但增加速度变缓慢。