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主蒸汽、主给水管道是核电站的重要组成部分。由于地震、疲劳应力等原因,在高温、高压条件下运行的主蒸汽、主给水管道有可能发生破裂。管道一旦破裂,流体将从管道破口处高速喷出并伴随产生巨大的喷射反作用力。长且柔的管道在喷射反力的驱动下将会发生甩动,从而可能对周围结构和设备造成严重破坏,并严重威胁到周边工作人员的人身安全,甚至可能影响到核安全并导致难以承受的二次灾害的发生。因此,非常有必要对极端条件下有可能发生的管道破裂及流体喷射产生的反作用力进行计算研究,以便后期有针对性地对管道甩击问题进行研究并采取合适的防护措施。对管道甩击问题而言,流体喷射引起的喷射反力的大小是重要的输入变量。喷射反力的准确计算是核电站主管道破裂甩击问题分析及其防护的关键一环,对其进行深入研究具有重要意义。计算喷射反力的关键在于确定主管道破裂之后管道中流体的速度场、密度场和压强场。核电站主管道中的水可能以液态水、水蒸气或气水混合物的状态存在,且这三种状态下流体的特性各不相同。本文区分这三种状态并分别给出喷射反力的求解方法,之后将之应用于具体算例的分析并将计算得到的喷射反力与美国ANSI规范(ANSI/ANS-58.2-1988)的计算结果进行对比验证。本文的主要研究工作有:(1)当主管道内流体为液态水时,采用水击理论进行计算,并将求得的喷射反力和美国ANSI规范进行对比,两者的相对误差在2%以内。(2)当主管道内流体为水蒸气时,采用理想气体等截面绝热流动理论来描述水蒸气在管道内的运动,并假设管道上游满足等熵流条件以及管道下游满足临界流条件,进而计算得到喷射反力。将该法计算得到的喷射反力和美国ANSI规范进行对比发现,当摩擦项因子λL/D≤2时,两者的相对误差在5%以内;当λL/D>2时,相对误差大于5%。对于实际核电站工程中的主蒸汽管道而言,λL/D的取值通常不会大于1,依据该理论计算得到的喷射反力可以满足后期管道甩击及防护分析的需要。除此之外,本文还讨论了管道扁平化对主蒸汽管道喷射反力的影响,结果表明:管道扁平化对喷射反力的影响不可忽略。(3)当主管道内流体为气水混合物时,采用MOODY两相临界流模型进行分析计算。将该法求得的喷射反力和美国ANSI规范进行对比,两者的相对误差在5%以内。