瞬态曲线分段线性化方法研究及其程序实现

核电厂的瞬态数据是相关设备应力分析和评定的必要输入。然而,电厂实际运行记录数据或设计瞬态计算数据通常由时间间隔很短的大量数据点构成,直接作为应力分析的输入将会导致大量不必要的计算。为了简化分析,一般需要将瞬态数据曲线进行分段线性化处理。本文基于最小二乘法,开发了一种瞬态曲线分段线性化的方法,并且通过编写PLTC(PiecewiseLinearization forTransientCurves)程序予以实现。分别采用标准正弦函数曲线和核电厂典型瞬态曲线对本文的方法进行了验证,结果表明,本文的方法和程序能够很好地实现瞬态曲线的分段线性化。本文的研究有助于提高核电厂瞬态曲线分段线性化的效率和精度。     

方形封闭旁支管流致声共振实验研究

流致声共振是发生在特定结构中的流场与声场相互作用的现象。针对方形封闭旁支管结构的声共振特征开展实验,研究了主管道流速和旁支管长度对封闭旁支管声共振现象的影响,获得了声共振发生区域和压力脉动特征。实验研究的3种旁支管长度分别为L/d=5、6和7,实验的雷诺数Re=2.74×10⁴~2.429×10⁵,马赫数Ma=0.025~0.218。研究结果表明,声共振频率随流速的增加表现出频率锁定特征,随旁支管长度的增大,共振工况声压幅值降低,声共振频率降低。在本实验结构中,声共振现象发生在斯特鲁哈数为0.3~0.6和0.7~1.0的区域内。     

抗振条-传热管大间隙多跨直管束流致振动试验研究

针对抗振条-传热管大间隙的4跨传热管直管束开展了流致振动试验研究。传热管束转角正三角形排列,3处抗振条将直管束分为4跨,中间其中1跨的局部区域受到横向流体的冲刷。试验测试获得了管间流速在3.3～14.7 m/s区间内传热管振动位移和振动频率响应特性。结果表明,随着管间流速逐渐增大,传热管在来流方向和升力方向的振动频率依次增大,传热管的振动模态从抗振条1处有效支撑、2处未有效支撑的状态,转换为3处抗振条均有效支撑的状态。试验观测到传热管流弹失稳,其临界流速为14.5 m/s,与5种经验关系式预测结果的对比表明,Chen关系式能较好地预测流弹失稳的发生,预测结果较保守,与试验值间的相对偏差为21.4%。     

粒径对旋叶分离器结构敏感性的影响

在不同液滴粒径工况下,对等比例旋叶分离器的旋叶倾角和上升通道高度进行结构敏感性分析。建立基于欧拉法和Realizable K-Epsilon湍流模型的空气-液滴两相流动的数学模型,通过计算流体力学软件对冷态工况下5种不同结构的旋叶分离器流场进行数值模拟,得到了不同液滴粒径下的分离效率变化曲线和液滴质量流量径向分布曲线,同时还通过冷态试验验证数值计算模型。结果表明:当液滴粒径等于5μm或大于100μm时,旋叶分离器效率对旋叶倾角和上升通道高度结构不敏感;当液滴粒径在5～100μm时,18°旋叶的旋叶分离器分离效率大于30°旋叶,上升通道高度等于其一倍直径时旋叶分离器分离效率最优;其中当液滴粒径等于30μm时,旋叶分离器分离效率差值最大,结构敏感性最为显著。     

蒸汽发生器干燥器声疲劳试验模型仿真研究

随着核电厂采用提升功率的方式提高发电效益,蒸汽发生器中的干燥器部件容易受到较高的脉动压力载荷而导致声疲劳。本文介绍了蒸汽发生器干燥器声疲劳试验方案:蒸发器上腔室缩比模型研究。利用计算声学软件ACTRAN进行仿真分析,研究试验装置内部声载荷分布特征。研究结果为后续试验测点布置提供技术支撑。     

支承板支撑多跨管束流致振动试验研究

本文针对支承板支撑4跨传热管直管束开展流致振动基础试验。试验件由49根旋转正三角形布置的模拟传热管组成,传热管两端固定,中间3处采用支承板支撑。试验测量获得了单向横流冲刷和双向横流冲刷下不同进口流速传热管束的振动特性,获得振幅、频率、临界雷诺数等关键信息。结果表明,双向横流冲刷下的传热管较单向横流冲刷下的在更低雷诺数下发生失稳,两种流动方式下传热管发生失稳时加速度峰值频率均为104Hz,该值与单跨两端固支模型的理论计算固有频率非常接近。研究结果可为传热管束流致振动数值模拟分析提供验证。     

控制棒驱动机构步跃动作运动分析

控制棒驱动机构是核电厂中的重要安全设备。其步跃动作的运行参数包括提升负荷、步距、步速等都是其核心设计指标。本文考虑重力、电磁力、水阻力和弹簧力载荷,建立了步跃运动方程。分别使用有限元方法和解析方法对步跃动作进行了动态模拟分析,获得了包括提升力、速度等时程变化曲线在内的结果,同时讨论了这些结果对设备设计的积极意义。     

旋叶汽-水分离器空气-水冷态试验研究

采用可视化的实验方法研究旋叶汽-水分离器的空气-水分离过程和分离性能。试验表明:旋转通道上方形成均匀稳定且厚度适中的液膜有利于气-液两相的分离。水流量较小时,液滴形态的水比例较高,难以分离;而水流量较大时形成液膜较厚,中心空气流通截面变小导致空气夹带水加剧。分离效率的定量测量结果与可视化结果一致。分离效率主要受到水流量的影响,随着水流量的增大逐渐上升,当水流量增大到0.3m3/h后增加趋势逐渐减缓进而呈下降的趋势。     

核电蒸汽发生器热工水力分析程序研究现状与进展

本文介绍了核电蒸汽发生器几种典型的热工水力分析程序,阐述了一维稳态热工水力分析程序GENF、一维瞬态热工水力分析程序TRANFLOW和三维稳态/瞬态热工水力分析程序ATHOS的分析模型、原理和功能应用,介绍了这三种程序的试验验证和实堆验证情况,并分析了我国核电蒸汽发生器热工水力分析程序的现状与进展。