压水堆蒸汽发生器水滴重力分离的理论研究

压水堆蒸汽发生器水滴重力分离空间是汽水分离装置的重要组成部分,是连接汽水分离器和蒸汽干燥器的纽带。蒸汽发生器的设计,除了要选用分离效率高,结构紧凑的汽水分离器和干燥器外,还要合理选择重力分离空间高度。高度太低,湿分得不到充分的重力分离,将会影响干燥效果;高度太高,将会增加蒸汽发生器和核岛设施的投资。文中对重     

CAP1400蒸汽发生器汽水分离装置研究

汽水分离装置是蒸汽发生器中的主要部件,其性能不仅会影响蒸汽发生器水力循环特性及水位适用性,决定上部尺寸大小,而且会影响汽轮机的正常运行。对CAP1400核电厂蒸汽发生器汽水分离装置进行了不同蒸汽负荷、饱和水量及高水位和正常水位等试验工况下的热态性能试验,获得了SP3型初级分离器与P3X型干燥器组合随蒸汽负荷、饱和水量、水位变化的分离特性。通过初级分离器和干燥器的阻力测量,分别获得了分离器和干燥器的阻力特性,对CAP1400蒸汽发生器的设计研发起到支撑作用。     

蒸汽发生器全尺寸汽水分离装置模型开发

汽水分离装置是核动力系统蒸汽发生器(SG)重要组成部分。目前针对汽水分离装置的研究包含试验与模拟两种方法,受限于成本和计算资源,现有研究主要是对汽水分离装置中单一旋叶式分离器或波形板干燥器开展。但在SG不同位置处分离器或干燥器入口参数不相同,存在负荷不均问题。为此,本研究基于已有分离器和干燥器分离效率计算模型,对汽水分离装置适当简化,开发SG全尺寸汽水分离装置模型。研究SG中不同位置处分离器和干燥器分离效率分布特性以及干燥器液滴负荷不均情况。计算结果可为SG汽水分离装置设计提供参考,开发的汽水分离模型已植入自主化SG全流域热工水力计算分析程序STAF。     

西德蒸汽发生器的汽水分离器

一、研究概况西德 KWU 为研究 U 型管蒸汽发生器两相流分离系统的特性进行了专门的试验,并根据试验结果分析了不同水位、不同汽水流量以及压力变化对分离器的压降、蒸汽湿度和疏水含汽量的影响。分离器和干燥器的综合性能与至今获得的运行经验表明,其分离系统完全能保证蒸汽发生器出口蒸汽湿度低于0.25%的规定值。目前裝设在 KWU 标准蒸汽发生器内的分离系统是大量试验的结果。研制汽水分离器之初,KWU 即确立了两个目标:①研制的分离系统必须保证在各种运行工况下     

压水堆立式蒸汽发生器中水滴重力分离的理论研究

本文着重介绍了在压水堆立式自然循环蒸汽发生器重力分离空间里,蒸汽带水过程和水滴的运动轨迹;阐述了水滴重力分离的机理。本文还对不能产生重力分离的细小水滴作了简单叙述。     

小型简化沸水堆取消汽水分离器方案可行性研究

结合小型简化沸水堆SSBWR－200的设计方案，对小型沸水堆取消汽水分离器方案的可行性进行了较为详细的分析。通过对干燥器性能和汽水自然分离现象的研究发现，仅依靠自然分离和干燥器，便可以将蒸汽湿度降低至1wt%。     

压水堆核电站立式蒸汽发生器性能的试验研究(英文)

介绍了在高温高压试验台上,对立式蒸汽发生器试验体所进行的传热特性、水循环性能和汽水分离装置性能的试验研究。试验台一回路系统由低合金钢管构成,压力为10.13MPa的一回路水由两台离心式循环水泵驱动进行循环,加热装置可使流量为65t/h的一回路水的温度升高约60℃。试验体可产生的最大蒸汽量为8t/h左右,它的240根不锈钢U形管倒立于管板上。管子尺寸为φ15mm×1.5mm,试验体总高度为5.789m。传热特性试验得出:在进行蒸汽发生器的传热计算时,可以忽略预热段的存在,把整个传热面都作为蒸发传热面来计算。这样,虽然不能精确地反映出传热系数和传热温差的大小,但二者的乘积设计值略小于试验值。传热系数与传热温差对传热面积综合影响的净结果使传热面积稍大于试验值。汽水分离器采用旋叶式分离器,干燥器是单圈立式波形板分离器。试验表明:汽水分离器和干燥器的分离效果良好,出口湿度远低于湿度指标(0.25％)。     

旋叶式汽水分离器的试验研究

用于蒸汽发生器等设备中的旋叶式汽水分离器,是一种轴向进汽的一次分离器。本文介绍了旋叶式汽水分离器的冷态试验,阐述了这种汽水分离器的分离效果及其它工作性能。     

蒸汽发生器汽水分离器负荷不均匀性分析

应用三维稳态热工水力软件GENEPI,对CPR1000蒸汽发生器管束区及汽水分离器区域进行热工水力分析,得到了管束区和汽水分离器入口的热工水力参数分布。结果表明,汽水分离器区域的负荷不均匀性明显,中间及热侧的汽水分离器承受的负荷较高,分析数据为汽水分离器及干燥器湿度分析提供输入数据和设计依据。对比了不同汽水分离器局部阻力系数下的结果,表明汽水分离器局部阻力系数对其负荷不均匀性有一定的影响,系数越大,流量越均匀。     

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。      

重力分离空间均匀流中液滴行为问题研究

本文针对汽水分离器均匀流场中单个液滴的运动机理进行研究,分析了液滴在蒸汽流中所受的力;建立了单个液滴运动模型,并进行了数值求解;分析了其主要参数对液滴运动轨迹的影响,包括蒸汽流速、液滴直径和初速度等。定性描述了蒸汽流场中液滴重力分离之机理,为单液滴动力学模型定量分析奠定了基础。     

旋叶分离器分区域疏水性能研究

旋叶分离器是蒸汽发生器中气水分离器组件的关键部件之一,保障蒸汽发生器为汽轮机提供高干度的蒸汽。气液混合物进入分离器后,液体逐渐分离,并通过入口回流、下降通道、切向口等区域疏水。为研究各区域疏水性能,建立了可视化旋叶分离器冷态试验回路,采用常温常压空气 水作为工质,针对直径140 mm、旋叶倾角30°的分离器开展分离性能试验。测试获得了空气表观速度在5~13 m/s区间内入口回流、下降通道、切向口对分离水比例变化的影响规律。研究发现,低气相表观速度时入口回流和下降通道承担主要的分离水比例,中等气相表观速度（7~9 m/s）时下降通道承担主要分离水比例,高气相表观速度时切向口起重要的分离水作用。     

旋叶分离器分区域疏水性能研究

旋叶分离器是蒸汽发生器中气水分离器组件的关键部件之一,保障蒸汽发生器为汽轮机提供高干度的蒸汽。气液混合物进入分离器后,液体逐渐分离,并通过入口回流、下降通道、切向口等区域疏水。为研究各区域疏水性能,建立了可视化旋叶分离器冷态试验回路,采用常温常压空气-水作为工质,针对直径140 mm、旋叶倾角30°的分离器开展分离性能试验。测试获得了空气表观速度在5～13 m/s区间内入口回流、下降通道、切向口对分离水比例变化的影响规律。研究发现,低气相表观速度时入口回流和下降通道承担主要的分离水比例,中等气相表观速度(7～9 m/s)时下降通道承担主要分离水比例,高气相表观速度时切向口起重要的分离水作用。     

液滴模型在波形板汽水分离器中的应用

基于液滴运动的物理描述和机理研究,根据液滴在蒸汽流场中的受力及液滴的物性,对液滴的物理状态进行了描述,将单液滴的三维运动模型应用于波形板汽水分离器,对波形板内部蒸汽流场进行了数值模拟,结合单液滴模型程序计算了液滴在波形板内部蒸汽流场中的运动。探讨了液滴在波形板汽水分离器中的分离。     

波形板汽水分离器内分离效率的影响因素分析

基于壁面液膜模型,进行无钩波形板汽水分离器内液膜生成情况的三维数值模拟,模拟中采用Realizable k-ε模型和壁面液膜模型对波形板内的气相和液相进行数值模拟计算,根据模拟结果分析波形板内的分离效率。研究结果表明：在不改变波形板的结构和不考虑二次携带的前提下,随进口速度或液滴直径的增加,壁面形成液膜面积和高度增加,分离效率也随之提高。当进口速度和液滴直径一定时,液膜高度和面积随蒸汽湿度的增加呈先增加后减小的趋势,当湿度达到10%时,液膜高度和面积达到最大,分离效率最佳。     

蒸汽流速对旋叶式汽水分离器分离性能影响的数值模拟

基于两流体模型和雷诺应力湍流模型,在不同的入口流速条件下,对旋叶式汽水分离器的分离过程进行了数值模拟,分析了蒸汽流速对不同直径液滴分离过程以及壁面附近液膜或高液滴浓度弥散层的影响规律。研究表明,蒸汽流速对分离性能的影响与液滴直径有关,当液滴直径处于某一区域时,蒸汽流速对分离性能的影响较明显,蒸汽流速越大,分离性能越好;当蒸汽流速较低时,在分离筒壁面出现液相流体累积。     

立式蒸汽发生器中蒸汽干燥器的研究与进展

对国内用作立式蒸汽发生器中蒸汽干燥器的同心分圈立式波形板分离器、锥形离心分离器和带钩波形板分离器在结构型式、试验状况和试验结论等方面的进展作了介绍。指出带钩波形板分离器是立式蒸汽发生器用蒸汽干燥器中较好的一种结构型式。对蒸汽干燥器在试验研究、疏水结构和阻力等方面提出了几点看法。     

蒸汽发生器一级汽水分离器两相流动数值模拟

采用计算流体力学方法并采用非结构化网格和多块网格技术对流动区域进行了网格划分,用两相流模型对蒸汽发生器一级汽水分离器两相流动进行模拟,得到了汽-液两相流动细节,将出口蒸汽干度与蒸汽发生器热工水力专用计算程序计算结果进行比较,吻合良好.     

同心立式波形板汽水分离器的试验研究

本文介绍了用于立式自然循环蒸汽发生器的同心立式波形板汽水分离器的冷、热态试验结果.     

新型蒸汽发生器综合性能实验研究

由于蒸汽发生器中流动及传热的复杂性,目前华龙一号ZH-65型蒸汽发生器不能完全通过理论计算进行设计,其性能是否满足设计要求必须通过开展相应的实验予以确认。本文利用中国核动力研究设计院的蒸汽发生器综合实验装置对新型蒸汽发生器开展综合性能实验研究,以验证ZH-65型蒸汽发生器二次侧自然循环性能和总体性能。通过稳态实验研究,获得了蒸汽发生器不同功率负荷下二次侧出口蒸汽压力、蒸汽产量、出口蒸汽湿度、循环倍率、给水组件阻力、汽水分离器压降等关键热工参数,全面验证了蒸汽发生器静态工作特性。本文还对蒸汽发生器瞬态工作特性进行了深入研究,获得了蒸汽发生器阶跃条件下的运行特性,获得的实验数据表明,华龙一号ZH-65型蒸汽发生器完全满足设计要求。