不对称节流和不对称加热对平行双通管间脉动特性影响实验

研究不对称工况的参数有助于理解和消除平行通道管间脉动,提高系统的稳定性.在热工实验回路上,采用两根平行的圆管进行了不对称节流与不对称加热对管间脉动特性影响的实验研究.结果表明,随着进口节流不对称度增加,界限热功率增加,对脉动周期影响不大,脉动振幅存在非单值性变化;随着加热不对称度增加,界限热功率降低,对脉动周期影响不大,脉动振幅增大.通过整理分析,得到了不对称工况参数下的管间脉动界限判定公式.     

基于RELAP5的两管平行通道流动不稳定性研究

利用RELAP5程序对垂直并联管中汽液两相流不稳定性实验装置进行了模拟,并与实验工况进行比较,结果表明：RELAP5程序的非平衡态两流体模型的计算结果与实验数据符合较好。并在此基础上研究了主要运行参数对两管平行通道管间脉动流动不稳定性的影响。结果表明：入口欠热度对管间脉动的影响并非线性关系;系统压力的增加可提高系统的稳定性并减小管间脉动的振幅;进口节流增加,系统的稳定性明显提高;入口不均匀节流时两管总的极限热负荷升高;不均匀加热时两管总的极限热负荷降低。     

多管平行通道管间脉动影响因素试验研究

试验研究了主要运行参数和通道进口节流压降对由7根传热单管组成的平行通道试验体管间脉动的影响。结果表明：在本试验参数范围内．给水温度增加．管间脉动幅值增加．但给水温度对管间脉动的影响并非线性关系;蒸汽压力增加可减小管间脉动的幅值,但不影响脉动的周期：给水流量增加会减小脉动幅值．提高脉动频率;输入功率增加可提高二次侧的流动稳定性．反之会加大对管间脉动的影响;节流压降增加,试验系统的稳定性明显增加。     

热工水力参数对矩形双通道管间脉动的影响

在中国核动力研究设计院热工试验回路上进行了矩形双通道管间脉动试验.对各种热工水力参数的试验研究后得出结论:随着进口过冷度的增加,界限热流密度增大,脉动振幅增大,脉动周期变长,进口过冷度对界限含汽率的影响表现出一定程度的非单值性;随着进口质量流速的增大,界限热流密度增加,界限含汽率减小,脉动振幅增大,脉动周期变短;随着系统压力的升高,界限热流密度和界限含汽率增加,脉动振幅减小,系统压力对脉动周期的影响表现出一定程度的非单值性;根据进口过冷度数Nsub和相变数Npch绘制出的脉动界限图,拟合出判断管间脉动界限的准则关系式:Npch＝3.1419 Nsub 10.014.     

不对称加热矩形窄缝通道临界热流密度研究

以氟利昂12为冷却介质,对4种加热比条件下的矩形窄缝通道双面不对称加热工况下的临界热流密度(CHF)进行实验分析,获得各种工况下CHF与冷却剂质量流速、入口过冷度、出口含汽率的关系。实验结果表明:低含汽率下,CHF随加热比的增加而增加,随着含汽率的增加,不同加热比的实验通道内CHF差异减小;高含汽率下,CHF随加热比变化趋势与低含汽率的相反。     

非对称工况下并联通道流动不稳定性研究

针对并联矩形通道,基于集总参数法建立了并联通道流动不稳定性分析模型,并基于此模型分析了非对称工况对系统稳定性的影响。分析结果表明,非对称工况对并联通道流动不稳定性有显著影响,在保持平均节流系数恒定的情况下,非对称节流的影响随压力增大而降低,随质量流速增大而增大;界限功率随加热不对称度增加呈先上升后下降趋势,且非对称加热的影响随压力增大而增大,随入口过冷度和质量流速增大而减小。     

不对称工况对池式钠冷快堆堆芯入口温度的影响

对于池式钠冷快堆,堆芯入口温度是重要的热工参数之一,电厂设计过程中堆芯入口温度的确定受多种因素制约,其中包括不同电厂工况的影响。不对称工况是一种典型的电厂工况,本文以600 MW两环路设计的池式钠冷快堆为研究对象,采用钠冷快堆系统分析程序分析不对称工况对堆芯入口温度的影响。研究结果表明,在所分析的不对称工况下,冷池温度会出现明显的不对称现象,且其中1个环路的冷池温度明显上升。通过分析可知,作为电厂的重要热工参数,在不对称工况下,堆芯入口温度变化的影响主要体现在对冷池内设备的影响上,对电厂整体功能和性能有所影响但不构成该工况下影响电厂功能和性能的关键因素。     

低质量流速下不同尺寸垂直并联内螺纹管压力降不稳定试验研究

在高压汽水试验回路上进行低质量流速下两相流压力降不稳定对比试验研究,分析进口压力、质量流速、进口过冷度对两种垂直并联内螺纹管两相流不稳定的影响.结果表明,两种内螺纹管发生压力降型脉动的界限干度范围和脉动周期范围接近;随进口压力、质量流速的增加,发生压力降型脉动的临界热负荷增加;随着进口压力的增加,发生压力降型脉动的界限...     

平行通道流动不稳定性研究

并联通道的不稳定性是两相流学科中的重要研究方向。本文针对强迫循环并联环隙窄缝通道系统,使用RELAP5/MOD3.4程序进行分析,研究了平行通道系统的流动不稳定特性。指出在加热通道的水力直径较小时,平行通道系统中存在管间脉动和管间流量漂移两种不稳定现象。根据水动力特性曲线的特性,分析了这两种不稳定现象的形成及发展过程,得出主要运行参数对平行通道管间流量漂移不稳定性的影响规律。     

U型管高压汽-液两相流动密度波型不稳定性的实验研究

在系统压力P=4～10MPa,质量流速G=450～1200kg／m~2·s,人口过冷度△T_(sub)=10～70℃,热负荷q=O～650kW／m~2的工况范围内,采用φ20×2mm的23Crl8Ni不锈钢U型管,在高压试验台上进行了密度波型脉动的研究;分析了系统压力、质量流速、入口过冷度、热负荷对它的影响。结果表明,随着压力的增加,系统稳定性增加;随着质量流速增加,界限热负荷增加,界限干度下降;进口过冷度对密度波型脉动呈现单值性影响,随着进口过冷度下降,界限热负荷降低。根据实验结果及量纲分析,得出了预测界限热负荷的无因次关联式,与试验值相比,误差在15％以内。     

非对称加热下摇摆对并联双通道管间脉动特性的影响

采用理论分析与RELAP5/MC程序计算相结合的方法,研究了非对称加热条件下摇摆运动对并联双通道管间脉动特性的影响。结果表明,摇摆运动会引起周期等于摇摆周期以及1/2摇摆周期的流量波动,当摇摆引起的流量波动周期与系统固有热工水力振荡周期接近时,会发生共振效应,从而使密度波振荡提前发生。增大摇摆幅度及通道到摇摆中心的距离可增强流量波动幅度,降低系统稳定性。     

直流蒸汽发生器稳态与瞬态特性数值模拟

直流蒸汽发生器内二次侧流体被一次侧流体加热,其轴向热流密度分布与两侧流体运行参数密切相关。采用RELAP5/MOD4.0程序对直流蒸汽发生器的稳态与瞬态运行特性进行数值模拟研究,获取了直流蒸汽发生器热工参数的振荡特征,并进一步探究了一个周期内不同时刻的二次侧流体的质量流量、热流密度及管壁温度的瞬时轴向分布以及二次侧入口节流对流动振荡的影响。结果表明:对流加热工况下轴向热流分布主要取决于一次侧流体和二次侧流体之间的温差。当直流蒸汽发生器内发生密度波振荡时,一次侧出口温度及总加热功率均剧烈振荡。干涸点的位置大幅移动,且其附近的壁温强烈波动,可通过增大二次侧入口节流抑制流动振荡。      

直流蒸汽发生器稳态与瞬态特性数值模拟

In once through steam generators, the secondary fluid is heated by the primary fluid. Therefore, the axial heat flux distribution is related to the operational parameters of the fluids in both sides. The RELAP5/MOD4.0 code is adopted to perform the static and transient simulations of a once through steam generator. The temperature, thermal equilibrium quality and heat flux distributions under both heating modes are analyzed and compared. The oscillation behavior of the once through steam generator is discussed and the instantaneous axial profiles of secondary mass flow rate, heat flux as well as tube wall temperature corresponding to four representative times in an oscillation period are further investigated. Finally, the effect of increasing the secondary inlet throttling is studied. The results show that the shape of heat flux distribution under convective heating mainly depends on the temperature difference between primary fluid and secondary fluid. When density wave oscillations occur in the once through steam generators, the primary outlet temperature and total heating power oscillate intensely. The location of the dryout point moves greatly and the tube wall temperature fluctuates most violently in its vicinity. Flow oscillation could be suppressed by increasing the inlet throttling of the secondary side.     

Density-wave oscillations in parallel channels - an analytical approach

Density wave oscillations in parallel channel systems are analytically investigated. A new model is presented, from which explicit expressions are obtained for the stability limits and periods of oscillation of a two-identical channel system. The two modes correspond to the channels oscillating in-phase or out-of-phase, in both cases with the same amplitude.A two-channel system with a power skew is then analyzed with two different approaches. In the first approach a pertubative methods is used, which shows that the normal modes are no longer the in-phase and out-of-phase ones.In the second approach of a fourth order eigenvalue problem is solved with a computer. For different power skews the stability thresholds, amplitude ration and phase difference between the oscillations of the variables of the two channels and the periods of oscillation are obtained. It is also shown that larger power skews make the system more unstable, except in the very low inlet subcooling region.     

低压自然循环复合流量脉动实验研究

在低压流动沸腾不稳定性实验中,研究了自然循环流动在不同入口过冷度下的演化过程。对实验中的流动沸腾不稳定性入口流量信号进行快速傅里叶变换,基于振幅和频率特性区分了3种流动脉动模式：小幅流量脉动、复合流量脉动和逆流。分析了加热功率和入口过冷度对自然循环不稳定性的影响。根据加热段出口水温变化得到了出口的流型变化,当流量波动振幅较小时加热段出口流体始终是饱和状态,而当流量波动振幅较大时,加热段出口为单相液体和两相混合物交替通过。给出了这3种流量脉动的边界图,分析了热流密度和入口过冷度对流量脉动模式的影响。结果表明：出口含气率大于0时发生流动不稳定性,热流密度达到间歇干涸型临界热流密度时发生逆流。     

流动不稳定性对CHF的影响

本文成功地训练了一个用于预测流动不稳定性条件下CHF的人工神经网络,利用所训练的人工神经网络,分析了流动不稳定性对无量纲因子F的影响规律.分析结果表明,系统压力对F的影响是非单值的;平均质量流速增大,总体上F也增大.还分析了流动不稳定性条件下系统主要参数对临界热流密度的影响.结果表明:当质量流速的振幅与平均质量流速的比增加时,CHF 减小;质量流速的振幅与平均质量流速的比不变时,随着周期增大,CHF减小.     

Two-phase flow instability in a parallel multichannel system

The two-phase flow instabilities observed in through parallel multichannel can be classified into three types, of which only one is intrinsic to parallel multichannel systems. The intrinsic instabilities observed in parallel multichannel system have been studied experimentally. The stable boundary of the flow in such a parallel-channel system are sought, and the nature of inlet flow oscillation in the unstable region has been examined experimentally under various conditions of inlet velocity, heat flux, liquid temperature, cross section of channel and entrance throttling. The results show that parallel multichannel system possess a characteristic oscillation that is quite independent of the magnitude and duration of the initial disturbance, and the stable boundary is influenced by the characteristic frequency of the system as well as by the exit quality when this is low, and upon raising the exit quality and reducing the characteristic frequency, the system increases its instability, and entrance throttling effectively contributes to stabilization of the system.