核反应堆用除雾器过滤效率的数学模型

通过数值模拟方法计算了除雾器对于5～10μm水滴的过滤效率。针对玻璃纤维的结构特点以及除雾器过滤水滴的实际情况,将混合丝网的网孔分为标准型、毛刺型和中间型;对于金属丝和标准型网孔的竖直丝,使用描述绕圆柱体气流流动的桑原(Kuwabara)流场模型,其余情况的网丝,使用描述绕平板气流流动的平板流场模型。通过计算粒子在流场中的运动轨迹,获得整体除雾器对水滴的过滤效率。将数值模拟结果与实验测量结果进行了分析对比,两者的吻合程度在合理的范围之内。     

基于微型机的自动测磁系统

在研制加速器工作中,需要对磁场分布进行精确的测定。方法是通过霍尔片逐点测量。用手工法测量效率甚低,为此我们设计井研制了这套自动测磁系统。使用本系统不仅提高工效,而且还可实现自动定位、自动测量、数据修正和处理,具有使用方便、精度     

基于无线数据传输的爆炸场温度测试系统的研究

准确测量炸药爆炸时产生的瞬态高温值,可以为武器研制过程中的爆炸类别判定、威力对比、性能评价提供依据.针对当前爆炸场温度测量中存在通用测试系统布设不方便、存储测试系统需要回收读数的问题,设计了应用于爆炸场温度测量的无线传感器系统.该系统基于PIC16F877A微控制器,CPLD复杂可编程逻辑器件以及nRF24L01无线传...     

~(235)U裂变碎片在PIN探测器中沉积能量的实验研究

利用中子与235U发生裂变反应的截面在裂变中子能区基本不变这一特点,可设计研制裂变靶室探测系统,该系统中子能量响应较平坦,在脉冲中子总数测量中有广阔的应用前景。利用K-400加速器稳态DT中子源,实验标定了235U裂变碎片在PIN探测器中的平均沉积能量,并与理论计算结果进行了比较。裂变靶室系统探测效率可通过数值计算准确给出,与平均沉积能量实验测量值相结合,可得到准确的中子灵敏度数据,进而获得裂变靶室探测系统中子能量响应曲线。     

秦山第二核电厂RIC系统探测器校刻因子算法研究

秦山第二核电厂堆芯功率分布测量试验使用堆芯仪表系统(RIC系统)的4个移动微型裂变电离室入堆进行测量。由于制造公差以及探测器辐照历史不同等原因,4个微型裂变电离室的探测效率各不相同。为计算探测器之间探测效率的校刻因子,一般使用参考通道校刻法和交叉通道互校法。本文给出了几种校刻因子计算方法,并将所计算的校刻因子结果与法国CARIN程序校刻因子的计算结果进行了比对。     

用三梯度法测量束流发射度的研究

准确测量发射度对加速器束流的调制和性能的评估极端重要，本文介绍在HIRFL(兰州重离子加速器)现有设备基础上，利用三梯度法测量束流发射度的系统，讨论了测量原理和方法，以及测量中要注意的问题．并对数据的计算处理做了详述。专门设计了一套软件系统，以实现束流发射度、束流剖面等束流参数的实时测量。该系统具有可靠性好、测量直观、测量较准确等优点。     

秦山第二核电厂RIC系统探测器校刻因子算法研究

秦山第二核电厂堆芯功率分布测量试验使用RIC系统的4个移动微型裂变电离室入堆进行测量。由于制造公差以及探测器辐照历史不同等原因,4个微型裂变电离室的探测效率各不相同。为了计算探测器之间探测效率的校刻因子,一般使用参考通道校刻法和交叉通道互校法。本文给出了几种校刻因子计算方法,并将所计算的校刻因子结果与法国CARIN程序...     

快中子临界装置逆动态法反应性测量系统研制与应用

逆动态法可实时、准确地测量反应性,在反应性部件刻度、扰动反应性效应测量、动力堆的瞬态分析等领域具有独特的优点。本文基于逆动态法研制了快中子临界装置反应性测量系统,并对其进行了算法验证与指标分析。实验结果表明,该系统具有测量精度高、响应快、分辨率高、使用方便等优点,满足实验需求。     

居里级Am-Be中子源产生的热中子通量密度分布

实验室中的同位素Am-Be中子源在有关中子活化方法研究以及在核反应堆中子测量系统研制过程中的调试和刻度等方面都有着非常重要的作用.为使这些应用更有效并得到更准确的实验结果,需要知道Am-Be中子源在周围慢化介质中热中子通量密度的分布.用蒙特卡罗方法并结合中子源发射率计算得到了居里级Am-Be中子源在圆柱形水池中不同半径...     

用内充气正比计数管准确测量~(131)Xe~m活度浓度

~(131)Xe~m、~(133)Xe~m、~(133)Xe和~(135)Xe是全面禁止核试验条约(Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty,CTBT)监测地下核试验最重要的核素。氙同位素活度通常采用HPGeγ能谱法和β-γ符合法等相对方法测量,准确刻度测量系统的探测效率是氙同位素活度准确测量的关键。本文介绍了用内充气正比计数管系统通过长度补偿法准确测量~(131)Xe~m活度浓度的方法,~(131)Xe~m活度浓度测量结果为(1.75±0.01)Bq·mL~(–1),为相对测量系统的探测效率刻度提供了活度标准。     

双钩波形板汽水分离器疏水钩优化研究

为提高双钩波形板汽水分离器的分离性能，采用计算流体力学方法建立波形板内的两相流动模型，并对不同结构疏水钩的波形板汽水分离器进行研究。通过数值计算得到了波形板内的速度云图和液滴运动轨迹，并分析了不同进口速度下疏水钩结构对压降和分离效率的影响。结果表明：大部分液滴在前两级通道被分离，进口速度为0.922 m/s时其质量份额可超过50%；疏水钩通过影响流场的局部流速和湍流强度进而影响压降和分离效率，疏水钩对液滴的直接拦截作用有利于提高分离效率。综合考虑分离效率和压力损失获得了综合性能良好的双钩波形板汽水分离器结构型式。     

波形板汽水分离器性能数值研究

采用涡量-流函数法对波形板内的流场进行了数值模拟。采用单颗粒动力学模型,即SPD模型,对波形板内水滴的运动轨迹进行了数值研究,并对波形板分离器的分离效率进行了计算,将计算结果与试验结果进行了比较,讨论了波形板汽水分离器的结构参数对工作性能的影响。研究结果表明,对波形板进行板型设计时,偏折角不宜大于45°;波形板分离器进口湿度较小时可以优先选用无疏水槽的波形板分离元件,如果湿度较大,则要优先选用有疏水槽的分离元件。     

波形板分离器中液滴轨迹的数值模拟

采用单颗粒动力学模型及自行研制的计算机程序对波形板汽水分离器中液滴的运动轨迹进行了数值模拟计算。通过对波形板中液滴轨迹的数值模拟可以为优化波形板结构提供理论依据。     

两级旋风式汽水分离器的分离性能研究

在研究国内外相关资料的基础上,设计了一种两级旋风分离器结构并针对该结构的分离性能进行了详细的数值模拟研究:依据两级旋风式汽水分离器的结构建立计算分析模型,采用数值模拟分析计算了汽水分离器的分离性能,研究不同入口速度、不同湿度对分离器分离特性的影响,搭建了气-水冷态试验回路对模型进行了验证。分析结果表明数值模拟计算结果与冷态试验结果趋势一致,分离效率计算结果偏差小;设计工况中,分离器总体分离效率优于99.5%;一级分离器适用于粗分离,其分离效率随入口湿度和速度的增大而减小;二级分离器适用于小液滴分离,其分离效率与入口速度呈正相关,与入口湿度呈非线性关系。     

Startup Thermal Analysis of a High-Temperature Supercritical-Pressure Light Water Reactor

The startup systems of a high-temperature supercritical-pressure light-water-cooled thermal reactor (SCLWR-H), in which the core outlet temperature is 500°C and downward-flowing water rods are used as moderators, are studied by thermal-hydraulic analysis. The thermal analyses are carried out for various startup phases and detailed procedures for these phases are investigated. In constant pressure startup system, the reactor starts at supercritical pressure. A flash tank and pressure-reducing valves are necessary. The flash tank is designed so that the moisture content in the steam is less than 0.1%. In sliding pressure startup system, the reactor starts at subcritical pressure. A steam-water separator and a drain tank are required. The separator is designed by referring to those of supercritical fossil-fired power plants (FPPs). The maximum cladding surface temperature is restricted not to exceed the rated value of 620°C. The minimum flow rate is 25% for constant pressure startup and 35% for sliding pressure startup. Both constant pressure and sliding pressure startup systems are found feasible from thermal analysis. Because of lower flow rate than SCFR, of which the core outlet temperature is about 430°C, the component weight required is reduced in SCLWR-H. The sliding pressure startup system should be used to reduce the component weight and to simplify the plant system.     

旋叶分离器中液滴运动相变特性分析

为研究AP1000核电站蒸汽发生器中初级旋叶分离器的液滴运动相变特性以及液滴相变对汽水分离性能的影响,通过建立液滴运动相变模型,基于AP1000旋叶分离器三维模型,采用欧拉-拉格朗日方法求解气液两相流动模型,计算得到了不同工况下旋叶分离器的汽水分离效率和压降的变化规律,并分析了液滴相变特性对分离效率的影响,获得了不同初始半径液滴的相变特性。计算结果表明:随着蒸汽流速的增加,分离效率和压降快速增加;压降相同时,半径较小的液滴在运动蒸发过程中半径变化百分比较大,相比半径较大的液滴其运动轨迹容易改变,更易逃逸出分离器,造成考虑相变时的分离效率降低;在正常运行工况下,液滴相变对分离效率的影响可忽略。计算结果可为进一步研究汽水分离装置中的汽水分离性能提供理论依据,并用于指导汽水分离装置的设计。     

Development of Steam Separator Performance Analysis Code and Its Validation, (II) Carryover Experiments

Abstract

The purpose of the study is to collect data in order to make models that are applicable to calculate carryover droplets that are generated in and flow out of a steam separator. Various effective tests relevant to separation mechanisms in the separator have been conducted with a full-scale steam separator under atmospheric pressure. Separation behaviors for the top of the riser of the separator and for corrugated-separator were clarified and correlated by the experiment. Distinct patterns about the separation at the corrugated-separator, the separation of discharged droplets by gravity, and the separation of droplets by a screen dryer that is used to dry up the steam were also measured with the facility using a full-scale separator in a vessel simulating the flow area of ATR under the high-pressure and high-temperature condition for various water levels. Each separation data were correlated under the condition of maximum steam and liquid flow rates of 7 and 30.5 kg/s, respectively. Liquid droplets containing a small amount of LiOH at several positions were sampled together with steam by iso-kinetic probes, and the amount of carryover was analyzed in PPT range by the chemical analysis of condensed steam. As a result, basic data for separation mechanisms were obtained, and maximum capacity of the separator was estimated.     

蒸汽发生器一级汽水分离器内流场数值模拟

以压水堆核电厂蒸汽发生器一级汽水分离器为研究对象，采用基于计算流体动力学（CFD）的计算软件ANSYS Fluent对湿蒸汽进入汽水分离器后的流场特性和汽水分离性能进行模拟，在模拟过程中采用了欧拉多相流模型和k-ε Realizable湍流模型相结合的计算模型。对工质流经汽水分离器的模拟结果表明，在汽相与液相经由汽水分离器流至各自出口时，出现明显的分层现象。对比不同切向出口和不同液滴粒径下的模拟结果表明，出口面积越大，汽水分离器对液滴的分离效果越好；在0.01~0.10 mm的粒径范围内，液滴粒径越大，分离效果越好。对不同负荷条件下汽水分离器分离效率的模拟结果表明，分离效率随机组负荷升高略有降低。      

波形板汽水分离器的机理研究

在计算波形板内流场的基础上,对波形板内液粒的运动轨迹和分离效率进行了数值计算,将计算结果与试验结果进行了比较。讨论了波形板汽水分离器的结构参数对工作性能的影响。     

基于液滴碰撞模型的AP1000波形板汽-水分离器性能及结构优化研究

基于已有的液滴碰撞模型,采用数值模拟方法研究了AP1000波形板汽-水分离器的分离性能,通过优化波形板内部结构得到了具有高效低阻特点的波形板。首先采用液滴碰撞模型对波形板内液滴行为进行数学描述,然后对模型进行了数值求解。随后通过模拟液滴在波形板内的运动和碰撞等行为,得到了波形板对含有不同直径液滴、不同入口液滴体积份额的湿饱和蒸汽来流的分离性能与其内部湿度分布。进而通过对波形板结构的改造设计,达到了提高分离效率、降低流动阻力的目的。本文所采用的数值模拟方法对AP1000波形板汽-水分离器的性能优化有着实际的指导意义。