潮汐影响下的竖埋螺旋盘管换热器实验研究

根据热渗耦合理论,在相似理论的基础上搭建了模拟潮汐涨落的地源热泵砂箱实验台。实验结果表明,潮汐的涨落对地埋管换热器与土壤间的换热性能及其周围温度场产生一定程度的周期性影响。潮汐影响有利于地下埋管换热器周围土壤温度场的恢复,提高土壤源热泵系统的运行性能。     

矩形截面螺旋管内气液两相流型转换数值模拟

采用CLSVOF(coupled level set and volume of fluid method)方法,以空气和水为介质对矩形截面螺旋管内气液两相流动进行数值模拟,气相折算速度U_G为0.1～2.5 m·s^-1,液相折算速度U_L为0.09～4.5 m·s^-1.研究螺旋直径、螺旋升角对流型转换边界的影响,并绘制了不同螺旋直径、不同螺旋升角下的流型图.数值结果表明,与传统VOF方法相比,CLSVOF可以得到更精确的相界面;随着螺旋升角的增加,塞状流向泡状流的转换边界向U_L减小的方向进行,但是幅度很小,塞状流向弹状流的转换边界向U_L减小的方向进行;随着螺旋直径的增加,塞状流向泡状流的转换边界向U_L减小的方向进行,塞状流向弹状流的转换边界向U_L减小、U_G增大的方向进行;与Murai流型图相比,流型转换边界有所差异.     

超超临界1GW机组塔式锅炉稳压吹管方案的探索

根据螺旋管圈塔式锅炉特点,将稳压吹管作为该锅炉的吹管方式,并选择了适当的吹管参数;根据的现场情况设计了吹管临时系统,且增加了临时补水系统;将超超临界1 GW机组塔式锅炉蒸汽稳压吹管过程设计为:冷态冲洗、热态冲洗、试吹管、正式吹管等过程.     

螺旋管内迪恩涡运动的数值模拟

从螺旋正交坐标系下的Navier-Stockd方程组出发,利用realizable k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对直管和多种不同几何尺寸的螺旋管内的流动进行了数值模拟,研究了螺旋管的扭率τ、管径与曲率半径比r/Rc、入口速度vi以及流体粘度对螺旋管内迪恩涡的影响.模拟结果表明:扭率和曲率比的变化会引起螺旋管内轴向速度、径向速度最大值的偏移和速度大小的变化;径向速度和全压在入口速度低于约0.8 m/s时随入口速度递增:流体粘度的提高引起径向速度和全压的增大,并有利于迪恩涡旋的形成.     

螺旋管内汽液两相流第二区压力降脉动瞬态及时均传热规律

在以前对闭式循环系统中螺旋管蒸发器内汽液两相流压力降脉动进行系统实验研究、根据脉动过程特征和产生原因进行分析、区分了产生压力降脉动的两类不同特征区域的基础上 ,着重对第二区压力降脉动流动过程中瞬态及时均传热的特征和规律进行了试验与分析研究 ,总结出相应的规律和计算式 .     

螺旋管蒸汽发生器热工流体力学一维二维模型对比分析

充分研究了国内、外对螺旋管蒸汽发生器内流动工质的热工水力特性所做的实验与理论研究,针对清华大学核能技术设计研究院建造的10MW高温气冷堆中所采用的小螺旋管式蒸汽发生器,提出了计算二维模型,并与一维模型计算结果及实验结果进行了对比验证一维模型方程简单,计算方便,但目前针对螺旋管,尤其是小螺旋管的结构关系式还不充分,需要根据实验进行修正：二维模型可以更好地模拟流场实际情况,直接采用直管结构关系式,计算误差在10％以内,动态计算结果较好地描述了功率等因素对系统稳定性的影响。     

旋向对螺旋管束内铅铋流动传热特性影响的数值模拟研究

螺旋管式直流蒸汽发生器（H-OTSG）被广泛应用于液态金属反应堆的设计中，其中相邻的径向螺旋管束可以布置为同一旋向或相反旋向，不同的旋向策略会影响到蒸汽发生器壳侧的流动行为。为探究不同旋向对螺旋管束中铅铋流动与传热特性的影响，采用剪切应力输运（SST k-ω）模型、湍流模型和Kays湍流普朗特数（Prt）模型对其进行数值模拟研究。首先通过现有液态金属横掠棒束实验对数值方法进行了验证；其次建立了同一旋向和交替旋向2种螺旋管束模型，比较了其传热和阻力的差异；最后从流场的角度对产生差异的原因进行了分析。结果表明，交替旋向的螺旋管束中的阻力和传热分别比同一旋向管束高7.1%和4.4%，这是因为交替旋向管束中的速度场更均匀且湍流交混更强。     

横向流下螺旋管束流致振动研究

螺旋管式换热器结构紧凑、热补偿性优良,用于小型模块化核反应堆中,其壳程内的流致振动(FIV)是诱发换热管失效的一个重要原因。针对核电站中的螺旋管式蒸汽发生器内部螺旋管流致振动问题,建立考虑支撑结构约束下的螺旋管有限元模型,采用三阶模态叠加下的计算流体动力学(CFD)/计算结构动力学(CSD)耦合方法,研究了相邻管的振动对目标管振动的影响。研究结果表明,三阶模态叠加耦合方法能更加精确地模拟换热管振动响应,流场中相邻两管的振动对目标管升力方向上的振动有明显的削弱现象。     

污垢效应对螺旋管式蒸汽发生器蒸干点影响分析研究

螺旋管式蒸汽发生器（HOTSG,Helical coiled Once-Through Steam Generator）的蒸干点位置由于传热恶化会带来额外的风险，而工质中的腐蚀产物会沉积在传热管表面形成积垢影响螺旋管蒸干点的产生位置，本研究基于自主开发螺旋管模型的热工水力系统程序WISTARIA，分析了不同的积垢厚度对螺旋管式直流式蒸汽发生器传热管换热系数、含气率、蒸干点生成位置的影响程度。研究结果表明，螺旋管式直流蒸汽发生器积垢后，局部换热性能下降，进而影响压降与临界含气率，并影响蒸干点的液膜破碎过程。本研究结果为考虑积垢对螺旋管式直流式蒸汽发生器蒸干点的影响提供了设计参考依据。