氧化铝纳米流体增强球形下封头IVR能力边际研究

来源：核动力工程杂志2022年第1期北京时间：

作者：宋建, 余红星, 邓坚, 向清安, 何晓强

单位：中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室，成都，610213；

摘要：为评价氧化铝纳米流体相对于纯水工质对球形下封头熔融物滞留（IVR）能力边际的拓展程度，采用基于气泡力平衡的氧化铝纳米流体临界热流密度（CHF）机理模型和壁面热通量拆分CHF模型计算球形下封头外表面纳米流体CHF。利用熔融物堆内滞留分析软件CISER开展衰变热分布抽样计算，得到下封头壁面CHF随倾角变化的随机分布，并将其与纳米流体CHF模型的理论值相比，以CHF比值小于1作为IVR成功准则，研判纳米流体对IVR能力边际拓展的影响程度。研究结果表明，若不对下封头内外传热构成采取任何优化措施，仅采用纳米流体替代纯水工质，压水堆核电厂的IVR能力边际能够拓展至1300 MW额定电功率水平。

关键词：汽泡力平衡, 热通量拆分, 临界热流密度（CHF）, 熔融物堆内滞留（IVR）, 能力边际