倾斜管内气液两相逆流极限实验研究

来源：核动力工程杂志2024年第3期北京时间：

作者：马有福, 韩林峰, 温慧铭, 吕俊复, 王硕

单位：1.上海理工大学能源与动力工程学院，上海，200093；2.怀柔实验室山西研究院，太原，030032；3.清华大学能源与动力工程系，北京，100084；

摘要：失水事故下压水堆热段内气液两相顺利逆流对防止堆芯熔化事故至关重要，而热段是由水平管与倾斜管组合而成。为探明热段内气液逆流的约束机制，以常温空气/水为两相工质对倾斜管与水平管内气液两相逆流极限（CCFL）特性进行实验，研究了管道倾角（0°~30°）和管径（40~100 mm）对管内CCFL的影响。主要结论有：CCFL工况下，水平管内呈分层流；随管道倾角和管径增大，倾斜管内分层流逐渐过渡为雾状流；相同管径下，以表观流速表征的CCFL曲线随管道倾角增大而升高，意味着热段内气液逆流主要受水平段控制；相同管道倾角下，倾斜管与水平管的CCFL表观流速曲线均随管径增大而升高；传统Wallis参数未反映管道倾角对CCFL的影响，也未能准确表征管径对水平管CCFL的影响，但Wallis参数可良好关联管径对倾斜管CCFL的影响；提出了可同时关联管道倾角与管径影响的倾斜管CCFL实验关联式。研究结果对压水堆核电厂的安全性分析提供了基础数据和实验关联式。

关键词：压水堆, 失水事故, 气液两相逆流极限（CCFL）, 倾斜管, 管径效应