高温气冷堆蒸汽发生器螺旋管汽水两相流摩擦阻力特性实验研究

对高温气冷堆蒸汽发生器螺旋管圈进行了高压汽水两相流动摩擦阻力特性的实验研究。根据所得的大量实验数据，在理论分析的基础上得出了可供设计使用的计算螺旋管两相摩擦阻力的经验公式。     

高温气冷堆螺旋管式直流蒸汽发生器热工水力学

高温气冷堆蒸汽发生器具有一次侧氦气工质、二次侧直流、螺旋管结构、工作温度高等特点,其热工水力特性与传统压水堆自然循环蒸汽发生器存在很大区别。针对高温气冷堆蒸汽发生器的特点,对其基础热工水力及特有热工水力学问题进行了阐述,主要包括螺旋管内单相及两相流阻及换热计算、横掠螺旋管束流阻及换热计算、温度均匀性及两相流不稳定性等。同时介绍了清华大学核能与新能源技术研究院针对高温气冷堆蒸汽发生器热工设计、温度均匀性及两相流不稳定性等热工水力学问题所开发的一维稳态程序、一维瞬态程序、二维分析程序和方法,并对分析结果和结论进行了讨论。相关研究方法、程序和结论对其他相似参数螺旋管和直管式直流蒸汽发生器具有参考和借鉴意义。     

螺旋管直流蒸汽发生器两相流不稳定性

研究了螺旋管直流蒸汽发生器两相流不稳定性。阐述了两相流不稳定性机理。利用线性化频域理论，建立了螺旋管直流蒸汽发生器两相流不稳定性数学模型，编制了计算程序ＨＴＯＴＳＧＩＡ，分析了入口节流圈，系统压力及不同螺旋管圈等因素对螺旋管直流蒸汽发生器两个流不稳定性的影响，给出了螺秘管直流蒸汽发生器两相流稳定区域。计算值与实验值基本一致。     

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。     

10MW高温气冷堆蒸汽发生器稳定性实验研究

介绍了１０ＭＷ高温气冷堆盘管式直流蒸汽发生器双管工程模拟实验回路的技术特征和主要技术指标。实验系统用高温氦气作为热源,采用１：１全尺寸模拟,进行卫３０％负荷工况两相流稳定性验证实验、入口过冷度、蒸汽出口压力、流量及入口阻力对两相流稳定性影响的研究。结果表明,蒸汽发生器３０％负荷设计工况下,蒸汽出口压力２．５￣４．０ＭＰａ、给水温度７５￣１８０℃、入口节流阻力大于４０ｋＰａ时系统能稳定运行;蒸汽发生     

10MW高温气冷堆蒸汽发生器双管工程模拟实验装置

介绍了１００ＭＷ高温气冷堆（ＨＴＲ－１０）蒸发发生器双管工程模拟实验装置实验回路及主要实验设备的技术特征和主要技术指标，该实验装置用两根螺旋蒸发管作为实验本体，用高温氦气作为热源，全部采用全尺寸模拟。实验回路由氦气回路，一次水回路，二次水回路组成。一次侧氦气的工作压力为３．０ＭＰａ，工作温度为６７０℃二次测蒸汽压力为４．０ＭＰａ，工作温度为４４０℃。该装置主要研究ＨＴＲ－１０蒸汽发生器３０％负荷运     

10MW高温气冷堆蒸汽发生器传热小螺旋管流致振动分析

根据10MW高温气冷堆（HTR－10）蒸汽发生器传热小螺旋管的具体结构,提出了相应的计算模型;针对传热管振动的主要机理、流体弹性不稳定、旋涡脱落和湍流激励,依据目前所能够查阅到的文献资料中提供的半经验模型,做了详细分析和校核计算。分析结果表明,HTR－10蒸汽发生器在设计工况下运行时,不会发生流体弹性不稳定所导致的大振幅振动,也不会产生旋涡脱落引起的联锁共振;湍流激励对小螺旋管振动的影响很小。它在避免流致振动方面的设计是安全、可靠的。     

并列螺旋管圈管内两相流不稳定性程序OTSGI

研究了螺旋管直流蒸汽发生器两相流不稳定性。利用线性化频域理论，采用分相模型，考虑一邓管壁动态特性，建立了螺旋管直流蒸汽发生器两相充不稳定数学模型，编制了计算ＯＴＳＧＩ，分析了人口节流圈、系统压力等因素对不稳定性的影响，给出了螺旋管直流蒸汽发生器两相不稳定区域。     

高温气冷堆蒸汽发生器用高温合金的述评

本文按蒸汽发生器对材质的要求,根据合金的化学成分、组织和性能,对国内外试验的高温合金进行了评述.认为反应堆出口温度为750℃时,可选 Incoloy 800H 合金。如果选 GH181合金,不仅可显著提高蒸汽发生器的使用寿命,而且当出口温度提高到1000℃时,仍可继续使用。     

模块式高温气冷堆超临界蒸汽发生器设计

介绍了用于模块式高温气冷堆的超临界蒸汽发生器的设计参数，给出了传热管束的螺旋管结构设计方案和结构尺寸，并分析了其在超临界压力下的传热特性。经过热工水力分析计算，证明能够满足传热和水动力要求，且在设计工况下，不会发生传热恶化。     

一体化反应堆蒸汽发生器内两相流密度波型脉动的预报模型

一体化反应堆由于其固有优越的安全性和广泛用途，受到许多国家的重视。解决两相流脉动问题是发展一体化反应堆的关键技术之一。本文利用两相流动的变密度模型，建立了一体化反应堆蒸汽发生器并联管内高压汽水两相流密度波型脉动的控制方程，运用小扰动线性化方法及拉普拉斯变换和自动控制理论的稳定性判据，提出了系统发生密度波型脉动的预报模型。利用模型，计算了系统发生脉动的界限热流密度，并分析了有关参数对脉动界限的影响，结果与试验符合较好，可用于实际蒸汽发生器的设计     

高温气冷堆He载气中H2和CO转化实验研究

研究了Ｈ＿２和ＣＯ在ＣｕＯ－ＺｎＯ＿Ａｌ＿２Ｏ＿３催化床中转化成Ｈ＿２Ｏ和ＣＯ＿２的实验装置和实验结果，论证了不同床层工作温度、系统压力、杂质浓度、流量及露点温度等因素对氧化铜床工作性能的影响；测得了Ｈ＿２和ＣＯ在ＣｕＯ－ＺｎＯ－Ａｌ＿２Ｏ＿３床上的转化特性曲线等变化规律，获得了转化容量、工作周期和转化效率等实验数据，确定了最佳运行参数。结果表明，使用ＣｕＯ＿ＺｎＯ－Ａｌ＿２Ｏ＿３床可使净化后的Ｈ＿２和ＣＯ的体积分数都小于２×ｌ０￣（－６），满足高温气冷堆的净化要求。为高温气冷堆中氧化铜床装置提供了可靠的设计数据。     

蒸汽发生器二次侧清洁度的视频检查

立式平管板Ｕ形管束的压水堆核电站蒸汽发生器安装至瞬变工况期间，管板上表面的铁基金属残余物的堆积和外来物的存在，以及商业运行后管板、传热管、管子支撑板等的低流速区域里沉积物的堆积要求进行蒸汽发生器的清洁度检查。介绍了蒸汽发生器二次侧清洁度的视频检查技术。该技术适用于蒸汽发生器安装至瞬变工况和投入商业运行后可能发生污染的各阶段的清洁度检查。     

两相自然循环稳定性无量纲频域分析研究

基于一维均相平衡模型，导出系统无量纲特征方程，采用频域分析方法，开发了一个通用性程序，研究两相自然循环中流动不稳定特性。程序能直接求解自然循环回路的无量纲稳定边界，计算结果与所得到的实验数据吻合良好，并讨论了各参数对系统稳定性的影响。     

倾斜下降管内气（汽）－液两相流流型和摩擦阻力试验研究

以空气－水为工质，对倾斜下降管内气－液两相流流型和摩阻压降进行了理论和试验研究。采用压差波动法测定流型，获得了不同流型下的压差波动信号。根据试验结果，绘制了不同倾角下的流型图，得到了４种主要流型的转换关系式．采用以分液相摩擦折算系数Φ＿Ｌ￣２和马蒂内利参数Ｘ的关系整理了倾斜下降流动摩擦阻力试验结果。在理论分析基础上，结合试验结果，提出了３种流型下的摩察阻力的计算公式，计算结果与试验结果吻合较好。     

HTR－10小盘管螺旋管圈高压汽水两相流动摩擦阻力特性的研究

在压力ｐ＝４－１４ＭＰａ，质量流密度Ｇ＝４００－２０００ｋｇ／ｍ２·ｓ，内壁热流密度ｑ＝０－７５０ｋｗ／ｍ２的参数范围内，进行了螺旋管内高压汽水两相流动磨擦阻力的试验研究。螺旋管分水平放置和垂直放置；有电加热和绝热两种；管内径是１２ｍｍ和１０ｍｍ，螺旋直径均为１１５ｍｍ。另外还有一受热水平直管用来进行比较。通过理论分析和试验数据回归得到了一个经验关系式，用来计算水平或垂直放置的螺旋管内的汽水两相磨擦阻力。     

低压低干度自然循环汽水两相流流量振荡特性

实验研究了低压低干度汽水两相混合物在自然循环条件下产生密度波不稳定性时的流量振荡特性。实验在大型热工水力学实验回路ＨＲＴＬ－２００上以水为工质进行，压力为１．０－４．０ＭＰａ，加热功率为２７－１９０ｋＷ，人口欠热度为５－８０℃，加热段出口质量含汽率小于５％，实验参数范围包括２００ＭＷ核供热堆微沸腾工况运行的参数。获得了有关自然循环流量振荡模式、相对振幅、振荡周期等振荡特性参数随系统压力，加热功率和     

NRTM型涡轮流量计的研制及对5MW低温供热堆堆芯冷却剂流量的测量

采用大导程叶轮叶片和内磁结构的涡轮变送器，研制了ＮＲＴＭ－核反应堆用涡轮流量计。该流量计具有阻力小、寿命长，叶轮正常工作和卡死不转时阻力系数基本相等等特点；同时采用频谱分析方法处理涡轮变送器的流量信号，具有杭干扰能力强、测量可靠和精度高等优点。运用ＮＲＴＭ型流量计，在反应堆内连续运行３个冬季供暖期间，测定了５ＭＷ低温供热堆堆芯燃料元件盒冷却剂的流量，为核供热堆物理和热工设计提供了第一批运行数据。