邓豪放王安庆吕续舰

1（南京理工大学能源与动力工程学院 南京 210094）

2（中国电力科学研究院有限公司 北京 100192）

研究封闭空腔内自然对流换热现象，对于核反应堆安全壳安全十分重要［1］。相关研究结果对安全壳内气体流动换热计算模型的开发和推广具有重要意义。封闭空腔内的自然对流及换热现象是传热学、流体力学等学科研究的重要课题之一，在核科学等工程领域有着广泛的应用，因此国内外诸多学者都对此开展了实验和数值模拟研究。Barakos等［2］使用控制体积法研究了差异加热空腔内基准问题；Ampofo等［3］测量了0.75 m×0.75 m×1.5 m空腔内自然对流实验的基准数据；尧俊等［4］利用矩形封闭空腔开展了底部弧形面自然对流换热实验；王炜波等［5］进行了单侧加热矩形通道内混合对流换热的实验研究。除实验之外，研究人员还使用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）软件对此进行了数值模拟研究［6‒9］。

在封闭空腔对流换热基准问题研究基础上，各研究机构通过建立安全壳模型来研究安全壳内的传热现象及气体分布等问题。其中德国Becker科技公司 建 立 的THAI（Thermal-hydraulics，Hydrogen，Aerosols and Iodine）系列实验装置有较好的代表性。TH21实验是此系列实验中的一个基础性实验，该实验研究了对容器壁进行不同温度加热和冷却作用而产生的自然对流现象，为后续实验研究奠定了基础［10‒11］。由于THAI实验为相关计算程序的开发和验证提供了大量实验数据，国内外诸多学者都对此进行了大量研究。胡效明等［12］使用CFX程序对THAI HM-2实验进行了验证，分析了安全壳壁面的换热和蒸汽冷凝情况下氦气（氢气代替工质）的流动扩散分布；……