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     

大庆200MW低温堆换热器水力学模拟实验研究

通过１∶２的实验模型，对大庆２００ＭＷ低温核供热堆主换热器进行了水力学模拟研究。研究结果表明：当Ｒｅ＞５０００时，换热器的阻力系数已进入自模区。给出了换热器达到自模时的阻力系数及各流程间的流动阻力分布。提出了减少出口段流动阻力的优化设计方案。阻力系数的设计值与模拟研究结果相吻合。描述了发生２次流量漂移现象时，各系统参数的变化过程。为大庆２００ＭＷ低温核供热堆主换热器的最终设计提供了实验基础。     

水力驱动控制棒极限落棒热态原理实验

针对控制棒水力驱动系统在摩擦力卡棒和倒置等极限工况下的停堆问题 ,根据控制棒水力驱动系统的工作原理 ,提出了步进缸内腔卸压的解决方法 ,并在 2 0 0MW低温核供热堆控制棒水力驱动系统的 1∶1实验台架上进行了这种方法的热态实验。结果表明 :控制棒的落棒速度明显提高 ,棒外与棒内差压在卸压一定时间后能够达到较高的数值。说明水力驱动控制棒在热态摩擦力卡棒和倒置等极限条件下 ,能够克服一定量的摩擦阻力或能够克服重力插入堆芯。为控制棒水力驱动系统在摩擦力卡棒和倒置等极限工况下的停堆提供了一种可选择的方案     

低压低干度自然循环流量漂移分析

在 5MW核供热堆全尺寸全参数模拟试验回路HRTL 5上进行的实验中 ,观察到在一定条件下系统发生静态流量漂移的同时 ,伴随动态流量振荡。本文总结了HRTL 5模拟试验回路上的实验研究结果 ,分析了低压低干度自然循环系统的特点、欠热沸腾和闪蒸的作用机理 ,较完整地描述了自然循环流量漂移的整个过程。分析结果表明 :1 )在自然循环系统中 ,欠热沸腾和闪蒸对流动稳定性具有重要作用 ;2 )自然循环流量漂移是一个长热工过程 ,动态振荡也可以发生在静态流量漂移过程中 ;3 )在静态流量漂移的发生、发展并向动态振荡转变的过程中 ,先是欠热沸腾占主导地位 ,然后逐渐转变为闪蒸占主导地位 ,最后主要表现为密度波振荡的形式。自然循环流量漂移对 5MW堆的设计、安全分析以及升级开发具有重要价值。     

真空石墨加热器温度场数值模拟与分析

石墨加热器是测量球床堆芯等效导热系数实验的关键部件,加热器温度场对系统安全及数据准确性有重要影响。本文基于Fluent计算平台,分别采用DTRM模型、P1模型、ROSSELAND模型、DO模型对真空保护环境下的石墨加热器温度场进行数值模拟,确定适合真空保护石墨加热器温度场的计算方法并讨论石墨导热系数、表面发射率对温度场分布的影响。比较分析表明：DO模型计算得到的温度分布较为接近真实情况,导热系数小于35W/(m•K)时,最高温度对其敏感;导热系数大于35W/(m•K)时,其对加热体最高温度影响较小,最高温度较为稳定。     

球床式高温气冷堆球流及球床辐射的理论与实验研究进展

球床堆芯的球流及等效导热系数是直接影响球床式高温气冷堆设计、运行和安全的重要依据，具有重要的意义。清华大学核能与新能源技术研究院近年对球流和球床等效导热系数进行了实验测量、理论研究和数值模拟，全面深入地揭示了球流规律、球流纺及径向内扩散规律、球床几何优化、物性参数影响、球流流态表征及刻画、球床等效导热系数建模等。本文对此进行了回顾总结，并指出了下一步的研究方向。     

高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器流量漂移不稳定性研究

建立与氦气对流换热的并联螺旋管蒸汽发生器数值模型,分别采用一维飘移流模型和一维可压缩流动模型描述水侧和氦气侧的流动。在此基础上研究了球床模块式高温气冷堆核电站螺旋管蒸汽发生器内的流量漂移不稳定性。动态计算结果表明,在一定条件下蒸汽发生器内有可能发生流量漂移,不同传热管流量可相差几倍,而出口温度则相差几百度。通过对质量流速-压降曲线的分析,发现热负荷对稳定性起主导作用,热负荷越大越易发生流量漂移,且边界质量流量随热负荷呈线性增长。增大入口节流阻力和过冷度可以在一定程度上避免流量飘移。最后给出了蒸汽发生器流量飘移的稳定边界。     

海洋运动对自然循环流动影响的理论分析

以一体化全功率自然循环反应堆模拟实验回路为物理原型,建立了非惯性系下自然循环流动理论分析模型。分别计算了稳态、横摇、纵摇、横倾、纵倾、起伏以及复合运动条件下满功率的自然循环流动,分析了附加惯性力对流体作用的机理。结果表明,摇摆附加惯性力引起各段流体波动,但不是导致堆芯流量波动的直接原因;起伏改变驱动压头大小,各段流量波动一致;倾斜工况下,不同空间位置的流道流量变化不同,堆芯流速下降。     

高温堆二维堆芯双区球流运动实验

根据相似准则的原理建立高温气冷堆二维堆芯的球流运动试验系统,开展高温气冷堆中球流运动规律的研究。从实验的角度研究了与高温气冷堆堆芯物理和结构设计密切相关的问题。实验结果表明:球流运动在微观上具有随机性和阵发性,但在宏观上具有确定性和稳定性;本实验条件下,可以形成稳定的双区图像;双区的大小随加球比例的变化成规律性变化;不同加球比例下均可得到稳定的双区,稳定时卸料口的黑白球比例与加料口相同。     

高温气冷堆热气联箱内部流场数值模拟

以高温气冷堆热气联箱为研究对象，在实验研究基础上，采用流体力学计算程序CFX5对热气联箱和热气导管内部流场进行数值模拟，以获得热气联箱和热气导管内的速度场、压力场和温度场，为高温气冷堆热气联箱的设计和实验研究提供参考。数值计算结果表明：热气联箱内气流发生剧烈搅混，加速了不同温度气流间的热传递，有利于高温和低温气流间的温度混合，存在肋片的区域未发生剧烈的气流搅混，不利于气流间的热传递；热气导管内温度混合率随其长度的增加逐渐增大，当热气导管长度为2.5m以上时，温度混合率达到99％以上。