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。     

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     

低压流动稳定性实验研究(英文)

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的两相流流动;在高进口欠热度条件下,加热段中的欠热沸腾控制流动不稳定,在中进口欠热度条件下,加热段中的欠热沸腾及上升段中的空泡闪蒸控制流动不稳定。     

启动低温堆过程中流动特性实验研究

研究了由清华大学核能技术设计研究院研制的自然循环5MW低温堆加热启动过程中的流动特性。实验研究在模拟5MW核供热反应堆的热工水力学实验回路HRTL-5上进行。描述了不同类型的两相流稳定性,即geysering,闪蒸不稳定性及低干度密度波不稳定性对加热启动过程的影响。阐述了闪蒸不稳定性的机理。在此研究基础上,提出低温堆从     

启动低温堆过程中流动特性实验研究(英文)

研究了由清华大学核能技术设计研究院研制的自然循环5MW低温堆加热启动过程中的流动特性。实验研究在模拟5MW核供热反应堆的热工水力学实验回路HRTL-5上进行。描述了不同类型的两相流稳定性,即geysering,闪蒸不稳定性及低干度密度波不稳定性对加热启动过程的影响。阐述了闪蒸不稳定性的机理。在此研究基础上,提出低温堆从初始状态向沸水工况的过渡的具体措施。提出用小热流密度,小进口过冷度实现压水-沸水过渡的方法。通过仔细地选择热工参数,可以获得5MW低温堆稳定的加热启动过程。     

低压自然循环系统中的流型实验研究

在5MW低温供热堆热工水力学实验台架HRT-5上,以水为工质,进行了低压自然循环两相流流型及流型对密度波不稳定性影响的实验研究。结合可视化观察,利用局部差压信号进行流型鉴别。提出了Sr数可以很好地鉴别不同流型,具有明确的物理意义。描述了系统压力为1.5MPa,0.24MPa及0.1MPa下不同工况的流型,认为在1.5MPa工况下发生低干度密度波不稳定时,流型为泡状流,无流型转换,在流型为泡状流向间歇流过渡区时不会引起密度波不稳定。分析了常压稳定闪蒸时上升段出口的流型。在低温供热堆全参数、全尺寸模拟系统中,进行两相流流型的分析研究,对充分认识低温供热堆中各种工况下的流动形态提供了直接的有价值的成果。     

低压自然循环系统中的流型实验研究

在5MW低温供热堆热工水力学实验台架HRTL-5上,以水为工质,进行了低压自然循环两相流流型及流型对密度波不稳定性影响的实验研究。结合可视化观察,利用局部差压信号进行流型鉴别。提出了Sr数可以很好地鉴别不同流型,具有明确的物理意义。描述了系统压力为1.5MPa,0.24MPa及0.1MPa下不同工况的流型,认为在1.5MPa工况下发生低干度密度波不稳定时,流型为泡状流,无流型转换,在流型为泡状流向间歇流过渡区时不会引起密度波不稳定。分析了常压稳定闪蒸时上升段出口的流型。在低温供热堆全参数、全尺寸模拟系统中,进行两相流流型的分析研究,对充分认识低温供热堆中各种工况下的流动形态提供了直接的有价值的成果。     

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。     

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。     

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。     

开式自然循环系统启动特性实验研究

对开式自然循环系统的启动过程进行了实验研究,并详细分析了不同加热功率和不同入口过冷度条件下系统出现的实验现象和流动特性,最后给出了自然循环系统在启动过程中的流动不稳定性边界图。结果如下:在低加热功率下,随着入口过冷度的减小系统会依次经历单相稳定、两相振荡和两相稳定流动;增大加热功率会使系统的两相流动不稳定范围增大,甚至很难形成稳定的两相流动。在两相振荡阶段,系统会出现由闪蒸诱发的不稳定流动以及由沸腾喷发和闪蒸共同诱发的不稳定流动两种模式,这两种不同模式的流动不稳定性均属于密度波不稳定性。     

汽液两相流动不稳定性的小波包研究法

利用小波包对信号的精确细分特性,对汽液两相流动密度波不稳定性的脉动信号进行分析,并由此得到两相密度波不稳定性脉动的特征向量。由这些特征向量可得到汽液两相流动脉动能量随脉动频率的分布状况,开创了对汽液两相流动密度波不稳定性研究的新视角。     

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。     

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。     

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     

摇摆运动条件下自然循环复合型脉动的实验研究

对摇摆运动条件下的自然循环两相流动不稳定性进行实验研究。实验结果表明：摇摆运动造成的两相流动不稳定性（波谷型两相流动不稳定性）和密度波型脉动相互叠加形成复合型脉动,加剧了系统的两相流动不稳定性。复合型脉动分为不规则的复合型脉动和规则的复合型脉动两部分,复合型脉动仅发生在高欠热度区域。规则的复合型脉动发生边界与相同热工水力参数下的密度波型脉动边界接近且受摇摆参数影响较小。     

两相自然循环密度波不稳定性的实验研究

在自然循环水回路上进行了两相流密度波不稳定性的实验研究，得到了不同工况下的实时脉动曲线。分析了系统压力、质量流密度、进口欠热度对系统稳定边界的影响。得出了用无量纲量相变数Ｎｐｃｈ、欠热度数Ｎｓｕｂ、弗劳德数Ｆｒ表示的系统稳定边界图及稳定性判别准则式。     

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。     

分离式热管蒸发段工质流动不稳定性的试验研究

在试验台架上进行了可视化试验和模型试验,对分离式热管蒸发段工质流动的规律和工质流动的不稳定性进行了试验研究.可视化试验结果表明,对于小倾角布置的蒸发段,随着热流密度的增加,流型依次是泡状流、弹状流、波动泡沫状流;分离式热管蒸发段工质流动出现了流型转化型和密度波型两种不稳定性流动.通过模型试验确定了压力、质量流速、入口过冷度、热流密度、出口节流阻力等因素对不稳定性的影响,得出了流型转化型和密度波型不稳定性的界限.利用一维均相模型给出了计算不稳定性起始条件的无因次方程.