用多变量频域控制理论分析HTR-10蒸汽发生器中两回路耦合密度波不稳定性(英文)

10MW高温气冷堆(HTR-10)的蒸汽发生器(SG)是立式、直流、螺旋管状蒸汽发生器。其工作在中压参数下,必须考虑两相流不稳定性。采用了Zuber-Findlay漂移流模型,借助于多变量频域法分析两相流密度波不稳定性。分析了一、二回路之间的反馈耦合作用,提出了多输入、输出传递矩阵的数学表达式,推导了多通道反馈系统模型。编制了程序AFIHTR,并计算出HTR-10SG中两回路耦合密度波振荡的稳定条件。     

螺旋管直流蒸汽发生器两相流不稳定性

研究了螺旋管直流蒸汽发生器两相流不稳定性。阐述了两相流不稳定性机理。利用线性化频域理论，建立了螺旋管直流蒸汽发生器两相流不稳定性数学模型，编制了计算程序ＨＴＯＴＳＧＩＡ，分析了入口节流圈，系统压力及不同螺旋管圈等因素对螺旋管直流蒸汽发生器两个流不稳定性的影响，给出了螺秘管直流蒸汽发生器两相流稳定区域。计算值与实验值基本一致。     

并列螺旋管圈管内两相流不稳定性程序OTSGI

研究了螺旋管直流蒸汽发生器两相流不稳定性。利用线性化频域理论，采用分相模型，考虑一邓管壁动态特性，建立了螺旋管直流蒸汽发生器两相充不稳定数学模型，编制了计算ＯＴＳＧＩ，分析了人口节流圈、系统压力等因素对不稳定性的影响，给出了螺旋管直流蒸汽发生器两相不稳定区域。     

套管直流蒸汽发生器流动不稳定性研究

由于两相流不稳定性在实际应用中的重要性，许多学者对其本质进行了大量的研究。本文从基本的守恒方程出发，建立了1套完整分析套管直流蒸汽发生器流动不稳定性的数学计算模型。此模型采用均相流和相间热力学平衡假设，并考虑了管壁的蓄热。此模型还被用于研究系统压力，质量流速，进口过冷度，进、出口节流和内、外径之比对流动不稳定性的影响。     

高温气冷堆蒸汽发生器两相流不稳定性预报

论述了蒸汽发生器立式上升流动螺旋管内高压汽－水两相流不稳定性试验研究。研究结果表明，螺旋管中存在压力降型、密度波型和热力型脉动。采用无因次分析法得到了预测系统稳定的经验关系式，并得到了判断系统稳定性的界限图。同时对蒸汽发生器立式下降流动螺旋管与立式上升流动螺旋管的不稳定性进行了比较。最后对实际蒸汽发生器两相流不稳定性进行了预报。     

强迫循环下蒸汽发生器流动不稳定性研究

由于两相流不稳定性在实际应用中的重要性,许多学者对其本质进行了大量的研究.本文建立数学模型对强迫循环下蒸汽发生器的流动不稳定性进行了计算.此模型采用均相流假设并认为相间热力学平衡.模型考虑了管壁的蓄热.此模型被用于系统压力、质量流速、进口过冷度、进、出口节流和间隙、不同内、外径之比和内、外管的加热比对不稳定性影响的研究.     

垂直上升管内对流沸腾瞬态数值模拟及其两相流不稳定性预测

核电站蒸汽发生器二次侧为两相对流沸腾换热过程,在设计过程中须保证其不发生两相流不稳定性。本工作采用时域法对垂直上升管内两相流不稳定性进行研究,建立了垂直上升直管内流动沸腾过程的一维模型,并编制计算程序。采用该程序模拟了流动沸腾过程气液两相流密度波的不稳定性,给出两相流波动过程瞬态参数分布,由此分析了密度波不稳定发生的机理,并分析了质量流速、系统压力、入口过冷度对不稳定的影响。结果表明,与已有实验及理论结果相比,瞬态参数计算结果与实验结果符合较好,可较好找到不同工况下直管内气液两相流发生不稳定的边界,结果优于Khabenski线算图方法。     

闪蒸引起的密度波振荡

实验研究在5MW低温核供热反应堆热工水力学模拟试验回路(HRTL-5)上完成。对各种两相流不稳定性,如喷泉式不稳定性,闪蒸不稳定性以及闪蒸引起的密度波不稳定性,发生的现象及机理进行了描述。其中闪蒸引起的密度波不稳定性还没有得到充分的研究,对此进行了重点论述。同时用一维非热力学平衡两相流漂移模型对此种不稳定性进行分析。计     

高温气冷堆螺旋管式直流蒸汽发生器热工水力学

高温气冷堆蒸汽发生器具有一次侧氦气工质、二次侧直流、螺旋管结构、工作温度高等特点,其热工水力特性与传统压水堆自然循环蒸汽发生器存在很大区别。针对高温气冷堆蒸汽发生器的特点,对其基础热工水力及特有热工水力学问题进行了阐述,主要包括螺旋管内单相及两相流阻及换热计算、横掠螺旋管束流阻及换热计算、温度均匀性及两相流不稳定性等。同时介绍了清华大学核能与新能源技术研究院针对高温气冷堆蒸汽发生器热工设计、温度均匀性及两相流不稳定性等热工水力学问题所开发的一维稳态程序、一维瞬态程序、二维分析程序和方法,并对分析结果和结论进行了讨论。相关研究方法、程序和结论对其他相似参数螺旋管和直管式直流蒸汽发生器具有参考和借鉴意义。     

高温气冷堆螺旋管式直流蒸汽发生器热工水力学

高温气冷堆蒸汽发生器具有一次侧氦气工质、二次侧直流、螺旋管结构、工作温度高等特点，其热工水力特性与传统压水堆自然循环蒸汽发生器存在很大区别。针对高温气冷堆蒸汽发生器的特点，对其基础热工水力及特有热工水力学问题进行了阐述，主要包括螺旋管内单相及两相流阻及换热计算、横掠螺旋管束流阻及换热计算、温度均匀性及两相流不稳定性等。同时介绍了清华大学核能与新能源技术研究院针对高温气冷堆蒸汽发生器热工设计、温度均匀性及两相流不稳定性等热工水力学问题所开发的一维稳态程序、一维瞬态程序、二维分析程序和方法，并对分析结果和结论进行了讨论。相关研究方法、程序和结论对其他相似参数螺旋管和直管式直流蒸汽发生器具有参考和借鉴意义。     

闪蒸引起的密度波振荡(英文)

实验研究在5MW低温核供热反应堆热工水力学模拟试验回路(HRTL-5)上完成。对各种两相流不稳定性,如喷泉式不稳定性,闪蒸不稳定性以及闪蒸引起的密度波不稳定性,发生的现象及机理进行了描述。其中闪蒸引起的密度波不稳定性还没有得到充分的研究,对此进行了重点论述。同时用一维非热力学平衡两相流漂移模型对此种不稳定性进行分析。计算结果与实验结果相吻合。     

NOTICONA——两相自然循环流动不稳定性的非线性分析程序

开发了一个用于对两相自然循环系统进行非线性分析的微机型的程序——NOTICONA。程序中包含了点堆中子动力学模型、反应性反馈模型、单相流模型、两相流模型(漂移流)、各种工况下的传热模型及有关的辅助模型等。该程序经与实验对比,证明是正确的和精确的。利用该程序计算了5MW低温供热堆的第一类密度波不稳定性,并得到了     

低压低含汽量密度波不稳定性理论研究及其在低温核供热堆中的应用

自然循环两相流不稳定性研究对于核反应堆及其它传热设备具有重要意义。文中论述了在低压低含汽量自然循环系统密度波不稳定性方面所作的理论研究。介绍了在发展两相流密度波不稳定性分析方法,包括漂移流模型及非线性研究方面所取得的进展。描述了在自然循环两相流系统稳定边界及其影响因素研究,两相流密度波振荡的非线性特性研究,以及动态过程不稳定性研究等方面取得的结果。此外文章从理论上探讨了利用非平衡态热力学广义超熵产生判据以建立两相流不稳定性的能量原理的可能性,同时初步研究了谱熵特性,以揭示两相流不稳定性的物理本质。最后,文章阐述了在利用两相流不稳定性研究结果改进低温核供热堆安全设计方面的应用情况。     

低压低含汽量密度波不稳定性理论研究及其在低温核供热堆中的应用

自然循环两相流不稳定性研究对于核反应堆及其它传热设备具有重要意义。文中论述了在低压低含汽量自然循环系统密度波不稳定性方面所作的理论研究。介绍了在发展两相流密度波不稳定性分析方法,包括漂移流模型及非线性研究方面所取得的进展。描述了在自然循环两相流系统稳定边界及其影响因素研究,两相流密度波振荡的非线性特性研究,以及动态过程不稳定性研究等方面取得的结果。此外文章从理论上探讨了利用非平衡态热力学广义超熵产生判据以建立两相流不稳定性的能量原理的可能性,同时初步研究了谱熵特性,以揭示两相流不稳定性的物理本质。最后,文章阐述了在利用两相流不稳定性研究结果改进低温核供热堆安全设计方面的应用情况。     

NOTICONA——两相自然循环流动不稳定性的非线性分析程序(英文)

开发了一个用于对两相自然循环系统进行非线性分析的微机型的程序——NOTICONA。程序中包含了点堆中子动力学模型、反应性反馈模型、单相流模型、两相流模型(漂移流)、各种工况下的传热模型及有关的辅助模型等。该程序经与实验对比,证明是正确的和精确的。利用该程序计算了5MW低温供热堆的第一类密度波不稳定性,并得到了相应的边界。     

蒸汽发生器一级汽水分离器两相流动数值模拟

采用计算流体力学方法并采用非结构化网格和多块网格技术对流动区域进行了网格划分,用两相流模型对蒸汽发生器一级汽水分离器两相流动进行模拟,得到了汽-液两相流动细节,将出口蒸汽干度与蒸汽发生器热工水力专用计算程序计算结果进行比较,吻合良好.     

两相流模型在直流蒸汽发生器热工水力分析中的比较研究

根据组成气液两相流基本场方程数量所反映的流动与传热特性的不同,两相流方程分为三方程、四方程、五方程和六方程模型,结合流动压降模型、传热模型、两相相互作用模型以及流动工质的状态参数和结构材料热物性等辅助关系式,可很好地对蒸汽产生系统进行设计和研究分析。本文分析了不同数量的两相流场方程的特点和局限性,结合直管式直流蒸汽发生器实验装置,分别选取最佳估算程序中4种不同的两相流场方程计算模型进行流动传热计算分析,重点比较了强制流动的单相过冷水被加热至单相过热蒸汽过程中的压力与传热特性,从而给出不同场方程的两相流模型在分析具有较大相变过程中的差异性,验证了RELAP5程序和RETRAN-3D程序计算分析直流蒸汽发生器的能力。结果表明,RELAP5程序的六方程模型更适合模拟直流蒸汽发生器。     

低质量流速垂直并联内螺纹管密度波型不稳定性试验

在高压汽-水两相流实验台上进行了低质量流速垂直并联内螺纹管密度波型不稳定性的试验研究,观察到了垂直并联内螺纹管气-液两相流密度波型不稳定性的一些主要特征。在试验参数范围内就热负荷、系统压力、质量流速、进口过冷度和不对称加热对密度波型不稳定性的影响进行了研究和分析。同时根据试验结果,采用均相流模型得到了密度波型不稳定发生的界限关系式。     

两相流不稳定性的建模与分析

因为两相流流动不稳定性的实际重要性，特别是为了沸水堆(BWR)的运行和安全，已经作出很大努力来理解导致流动不稳定的物理现象，并开发出计算工具来模拟动态沸腾系统的稳定与不稳定边界、本文的目的就是对以下内容做一个回顾：两相流动力学建模；流致不稳定性的分析方法；一个大类系统中模型和方法的选择对预测结果的影响，包括BWR中的中子耦合脉动。     

低压流动稳定性实验研究

在5MW核供热反应堆模拟热工水力学实验回路HRTL-5上研究了在低压(p=0.1,0.24MPa)自然循环各种进口过欠热度条件下,单相及两相流流动特性。研究了不同种类的流动不稳定性,如,欠热沸腾不稳定性,欠热沸腾引起的闪蒸不稳定性,纯闪蒸不稳定性,密度波-闪蒸耦合不稳定性及高频流动振荡。研究结果表明:低压自然循环系统在绝大部分进口欠热度条件下,其两相流流动是不稳定的,仅在小进口欠热度条件下可获得稳定