自然循环临界热流密度实验研究

本文介绍高压自然循环临界热流密度(CHF)实验研究。结果表明,对于稳定流动,自然循环与强迫循环CHF值几乎没有差別;不稳定流动将导致CHF降低。文中还给出了自然循环CHF工况预算模型。     

窄矩形通道自然循环流动停滞与临界热流密度研究

在华北电力大学自然循环实验室进行了自然循环条件下窄矩形通道内的临界热流密度(CHF)实验,对实验中出现的流动停滞及传热恶化现象进行了观察。提出自然循环饱和沸腾条件下,窄矩形通道内的流动停滞-传热恶化发生机理。即自然循环流量漂移发生后会产生流型变迁不稳定,继而造成流量的持续波动,并导致停滞现象,从而使出口附近的液膜层在一定的热流密度下被完全蒸发并引起CHF现象。而窄矩形通道内,由于受间隙尺寸的限制,蒸汽流对加热面上的液膜层产生挤压作用,加热面上液膜层厚度因此会变得较薄,在较小的加热量下便能发生传热恶化。基于机理分析,给出了相应的计算模型。引入了考虑窄通道间隙尺寸效应的无量纲约束数Nconf和反映自然循环流动特点的特征因子C,分别对模型进行了修正。根据实验结果,对计算模型进行了多元回归拟合,并对其准确性进行了验证。通过对实验结果与模型计算值的比较发现,随着通道入口流速和系统压力的增大,CHF均增大;而随着出口干度的增大,CHF会减小。     

自然循环临界热流密度实验现象及分析

对自然循环系统矩形通道内临界热流密度进行实验研究。研究发现:实验本体增加功率后,环状流液膜蒸干,壁温出现持续快速上升,实验本体出口发生沸腾临界。根据壁温的上升趋势和出口处流体的临界含汽率可以判断自然循环系统出现的临界热流密度(CHF)类型为干涸(Dryout)型。当自然循环系统沸腾临界出现时,自然循环流量出现明显的上升。根据理论分析可知:沸腾临界发生时导致自然循环流量上升的主要原因是环状流转变成弥散流,附在加热壁面的液膜消失,摩擦压降迅速减小。     

矩形窄通道内临界热流密度的小波分析研究

判定临界热流密度值对于核反应堆安全具有重要价值,观察温升速率是一种可行的办法。通过小波函数对矩形窄通道内临界热流实验温升曲线进行分析,可以消除相对较弱的干扰、有效的判断临界热流密度发生值。矩形窄通道可以强化传热、降低临界热流密度值,应用小波分析处理后的实验温升曲线能够较好的证明矩形窄通道的强化换热特点。分别采用Haar函数和Daubechies函数分析判定,保证了小波分析的准确性。从分析结果中发现Daubechies函数比Haar函数对图像细节信号的处理更准确。同时将小波分析的结果与实验结果对比,基本一致。     

矩形窄通道内临界热流密度的小波分析研究

判定临界热流密度值对于核反应堆安全具有重要价值,观察温升速率是一种可行的办法。通过小波函数对矩形窄通道内临界热流实验温升曲线进行分析,可以消除相对较弱的干扰、有效的判断临界热流密度发生值。矩形窄通道可以强化传热、降低临界热流密度值,应用小波分析处理后的实验温升曲线能够较好的证明矩形窄通道的强化换热特点。分别采用Haar函数和Daubechies函数分析判定,保证了小波分析的准确性。从分析结果中发现Daubechies函数比Haar函数对图像细节信号的处理更准确。同时将小波分析的结果与实验结果对比,发现与实验结果吻合良好。     

矩形通道临界热流密度计算模型的实验评价

自然循环条件下,矩形通道内的临界热流密度(CHF)发生受到很多因素影响,目前对其特征的把握尚不完善。将本研究中得到的实验结果与Katto的强迫循环和Zhang的自然循环两种CHF模型的计算值进行比较,分析两种模型在实验条件下的适用性以及入口流速、出口质量含汽率和压力对CHF的影响。研究表明:Katto模型的计算结果普遍高于实验值,而Zhang模型的计算结果与实验值符合较好。随着入口流速的增大,自然循环和强迫循环CHF均逐渐增大;随着出口质量含汽率的增大,两类循环的CHF均减小;随着压力的增大,两类循环的CHF都增大,而在较大压力条件下自然循环CHF的增长速率随系统压力的增大而减小。     

矩形通道临界热流密度计算模型的实验评价

自然循环条件下,矩形通道内的临界热流密度(CHF)发生受到很多因素影响,目前对其特征的把握尚不完善。将本研究中得到的实验结果与Katto的强迫循环和Zhang的自然循环两种CHF模型的计算值进行比较,分析两种模型在实验条件下的适用性以及入口流速、出口质量含汽率和压力对CHF的影响。研究表明:Katto模型的计算结果普遍高于实验值,而Zhang模型的计算结果与实验值符合较好。随着入口流速的增大,自然循环和强迫循环CHF均逐渐增大;随着出口质量含汽率的增大,两类循环的CHF均减小;随着压力的增大,两类循环的CHF都增大,而在较大压力条件下自然循环CHF的增长速率随系统压力的增大而减小。     

矩形窄缝通道临界热流密度数值预测

利用已有的实验数据对Weisman模型和Kwon模型的计算结果进行计算与分析.结果表明:2套模型计算偏差分布趋势相似,但Kwon模型的分散度较小,精度更高.对于矩形窄缝通道,已有的汽泡壅塞模型预测精度较差;不宜将汽泡壅塞模型直接用于矩形窄缝通道.结合矩形窄缝通道自身的特性对其中的Kwon模型进行了拓展.改进后的模型具有...     

倾斜窄长套管内自然对流沸腾临界热流密度的实验研究

用实验方法对浸没在饱和液体中的倾斜窄长加热套管内的自然对流沸腾临界热流密度进行了实验研究,考察了套管间隙、管长、倾斜角和工质对临界热流密度的影响,并考虑了倾斜角对重力的影响,对用于预测垂直套管内自然对流沸腾临界热流密度的半理论半经验公式进行了修正。修正后的公式能较好地预测本实验和他人实验的结果。     

环形窄缝通道内干涸型临界热流密度的理论研究

在双面加热的垂直环形窄缝通道内,对向上流动环状流的临界热流密度(CHF)进行理论研究,以质量、动量和能量守恒方程为基础建立数学物理模型。对该模型进行数值求解,得到了不同窄缝间隙通道内的CHF和临界含汽率的关系曲线,分析得出压力对CHF的影响,并将理论计算值与实验值进行比较。     

竖直及倾斜环隙流道内自然对流沸腾临界热负荷

以水为工质 ,在常压下对垂直和倾斜环隙流道内的自然对流沸腾临界热负荷进行了实验研究和理论分析 ,得到了计及进出口局部阻力的计算公式 ,讨论了流道几何尺寸、几何形状、倾角、压力和进出口局部阻力等因素对临界热负荷的影响 ,最后提出了一个新的 ,可用于计算竖直环隙、圆管及长方形流道内自然对流沸腾临界热负荷的半经验公式 ,其计算精度和适用范围较现有的计算公式有显著提高 ,原则上不受H/De 值大小的限制。     

小流速工况下窄间隙矩形通道临界热流密度研究

板型燃料堆芯常压池式反应堆在事故下的自然循环工况是由零流速逐步建立起来的．这一过程必须工作在临界热流密度(CHF)限值之下。对此进行了上升流小流速窄间隙矩形通道内的CHF试验研究,并与Sudo公式的预测值进行了对比。结果表明,低流速下的CHF随着质量流速的增加而增加．虽然大部分试验数据低于Sudo预测值,但仍然在Sudo公式-33％偏差范围内。     

外侧加热环隙流道自然循环流动沸腾临界热负荷分析研究

对外侧加热的竖直环隙流道自然循环流动沸腾临界热负荷的变化规律进行了理论研究,对临界热负荷计算中使用水力当量直径和加热当量直径的合理性进行了对比分析,给出了临界热负荷简化计算公式,公式计算值与文献实验结果十分吻合。     

铅铋自然循环回路热损效应分析

在液态金属自然循环回路的计算分析过程中,已有研究一般忽略散热损失,常导致计算结果与实验结果有较大的区别。为研究散热损失对液态金属自然循环回路稳态特性的影响,利用MATLAB/Simulink编制了含有散热损失模型的铅铋自然循环回路计算程序,并用实验结果进行了验证。利用该程序,分析了不同热功率、中间热交换器二次侧流量和环境温度下散热损失对自然循环回路稳态参数的影响。计算结果表明:通过减小散热损失可提高回路的自然循环流量;当二次侧流量较小时,散热损失对循环流量的影响更为明显;通过增加二次侧流量或适当增加热功率可减小散热量占总热功率的比例,提高热量利用率;当二次侧流量不变时,不同热功率下环境温度对回路的自然循环流量的影响不明显,但热量利用率会随环境温度的升高而增加。     

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。     

人工神经网络在棒束临界热流密度预测中的应用

基于已有的棒束临界热流密度数据库，采用COBRA-Ⅳ程序计算得到子通道局部临界热流密度数据库。用人工神经网络（ANN）理论对数据库进行训练，得到基于ANN理论的棒束临界热流密度预测模型。预测模型的预测精度显著高于常用经验关系式的预测精度，其预测值的均方差为5.63%。     

自然循环余热排出系统的高效全局求解

由多个自然循环回路耦合而成的余热排出系统具有明显的非线性特性。本工作开发了高效的全局求解方法,通过计算程序实现该算法,并对计算结果进行验证。与采用嵌套点迭代的计算方法相比,新方法计算速度提高了1个数量级。