提出一种基于分离式热管技术的PCS水池长期非能动冷却方案,以实现安全壳在超出设计基准的事故工况下非能动排热。通过数值模拟研究了冷却水箱内的瞬态启动特性,讨论了管束布置、进口流量、进口距离对水箱内传热与流动的影响。结果表明,水箱内始终保持明显的热分层,不同位置处的蒸发管传热能力最大相差34.2%。随着进口流量从3.3 kg/s增加到10.0 kg/s,每个模块可以带走的热量也由0.353 MW增加到0.532 MW,压降由40.36 Pa增加到342.48 Pa;进口效应对正对进口位置及中间位置的管束影响较大。管束布置方式对水箱内的传热与流动影响很小。综合蒸发管传热量与压降的影响,进口位置到水池顶部距离h应当选择0.5 m。

文中针对三维坐标系下，圆翅片叉排热管散热器的流动和传热特性进行数值模拟研究。分析了三个主要影响因素：翅片间距、翅片厚度和排间距对平均换热系数、流动摩擦系数和热阻的影响。翅片间距分别为6ram、7mm和8mm，翅片厚度分别为0．8mm、1mm和1．2mm，排间距分别为21．7mm、23mm和24．3mm。模拟结果表明：随着迎面风速增加，摩擦系数减小，传热热阻减小；随着翅片厚度的增加，摩擦系数减小、换热能力增强，热阻在大Re时增大明显。随着翅片间距的增大，摩擦系数增大，换热能力提高，热阻增大；随着排间距的增大，摩擦系数在正三角形管排布时的值上下变动，且只有排间距显著增大时，换热能力和热阻才会增大。