安全壳内气体喷放的热分层现象数值模拟研究

摘要

核电厂在事故工况下,安全壳内可能发生热分层与气体分层,分层现象可能导致安全壳内局部温度或氢气浓度超过安全限值,而且蒸汽喷射对分层现象有着重要的影响.本文利用FLUENT软件,使用多组分的k-e的RNG模型,对安全壳内气体喷放的分层现象进行数值模拟.研究结果表明:(1)不同工况下,从不同时间温度与速度的分布情况来看,在喷放结束后,空间内温度与速度的分布具有较好的对称性;(2)穹顶无冷却的情况下,穹顶处热分层现象较为明显;但上下不同温度区的温差并不大,其最大值小于20℃;(3)在喷入水蒸汽工况下,壳内不仅存在热分层,也存在相分层,这水蒸气会促进热分层,不利于热量导出;(4)在喷放结束后,由于系统的持续冷却,空间内的热分层现象会逐渐弱化.