基于粒子法的新型堆芯捕集器关键现象数值模拟研究

来源：核动力工程杂志2025年第5期北京时间：

作者：蓝毅聪, 张亚培, 王兴宇, 黎阳, 宫厚军, 田文喜, 苏光辉, 秋穗正

单位：1.西安交通大学核科学与技术学院，西安，710049；2.中国核动力研究设计院，成都，610213；

摘要：为建立压力容器下封头失效后新型堆芯捕集器全过程预测方法，以对新型堆芯捕集器的优化分析提供新的辅助手段，本研究采用不可压缩光滑粒子流体动力学（ISPH）方法，对新型堆芯捕集器内熔融物行为进行预测。通过数值计算研究核反应堆严重事故工况下新型堆芯捕集器内堆芯熔融物射流冲击不锈钢板、熔融物在不锈钢板上堆积、熔融物利用自身显热和衰变热熔化不锈钢板、熔融物在混凝土孔道内流动、钢制容器内熔融物-混凝土相互作用、钢制容器内外耦合传热等一系列行为。预测得到的热流密度和烧蚀速率与实验值及一体化严重事故分析程序计算值符合得较好。因此，本研究对于优化核反应堆新型堆芯捕集器设计具有重要的工程应用价值。

关键词：严重事故, 堆芯捕集器, 粒子法, 不可压缩光滑粒子流体动力学（ISPH）方法

基金资助：国家自然科学基金（12375173）