蒸汽发生器二次侧流场三维数值模拟

基于FLUENT软件程序,采用多孔介质模型,在蒸汽发生器二次侧流场为单相流动的条件下,建立了蒸汽发生器二次侧流场的三维流动计算模型.计算核电厂稳态运行过程中蒸汽发生器二次侧的三维流场,得到整个流场的压力和速度分布.最后对数值模拟的流场进行了分析,得到比较满意的结果.     

蒸汽发生器一次侧表面预处理技术

希农Ｂ－１的现场试验表明，在蒸汤发生器投入使用前，电解抛光和钝化处理使一次侧封头部件的内表面变光滑，能明显地减少放射性积累，现在，法国已开始在所有新蒸汽发生器上采用这项新技术，并处理了约３０台，本文简要地介绍该技术的基本原理，一般工艺方法和主要优点，同时建议国内尽快进行研究，进而使之应用于核工程上。     

核电厂蒸汽发生器二次侧三维流场分析

为弄清核电厂蒸汽发生器二次侧的流动和传热特性机理,以确保蒸汽发生器的稳定性,文章采用数值软件根据蒸汽发生器的结构特点和运行模式进行简化建模,利用相似原理,使用相变模块模拟了蒸汽发生器的二次侧汽液两相流的流场分布情况。研究了相同结构下不同给水比例对二次侧流场分布的影响,尤其是对空泡份额分布特性的影响。研究发现,不同的给水工况对直管段的空泡份额分布和流体流速分布都有明显的影响,但对传热管上部区域的空泡份额和速度分布的影响不大。     

CPR1000蒸汽发生器二次侧三维稳态热工水力分析

采用三维稳态分析软件GENEPI,对CPR1000蒸汽发生器二次侧管束区进行了热工水力计算,利用多孔介质及局部阻力系数来表征传热管及各几何部件的复杂结构和压降影响,得到了二次侧管束区流场、温度场等的分布情况。计算结果表明:管束区最大干度为0.3;将典型传热管的动能数据提供给流致振动软件进行计算分析,结果显示在本工况下,传热管的流致振动在可接受范围内;对管板附近的流场及温度场进行分析,预测了此模型及工况下的泥渣沉积区域,为排污管的设计提供了输入数据。计算结果验证了CPR1000蒸汽发生器二次侧管束区设计的合理性。     

蒸汽发生器二次侧化学清洗工艺

根据大量试验研究结果，提出了一种安全有效的ＥＤＴＡ化学清洗工艺。其中，除铁工艺参数为：ＥＤＴＡ浓度为２％￣４％，ｐＨ为微碱性，缓蚀剂ＳＩ－０．５浓度为１％￣２％，温度为９５±２℃，该工艺具有大量的试验基础和广泛的适应性。可以补充和完善机械清洗的不足。     

蒸汽发生器二次侧三维两相流场稳态计算

采用多孔介质模型对蒸汽发生器二次侧流场进行分析。通过在多孔介质模型控制方程中添加附加的动量源项和能量源项来模拟蒸汽发生器内构件影响,动量源项中考虑下降段、管束、支承板和汽-水分离器的阻力;能量源项中添加一次侧对二次侧的释热。将控制方程在ANSYS FLUENT求解器中求解,得到蒸汽发生器二次侧区域的速度场、温度场、压力场、密度场和含气率分布。结果表明,蒸汽发生器内冷热侧流速、空泡份额、混合物密度相差很大;汽-水分离器进口空泡份额分布在0.63~0.98之间;压力在轴向逐渐降低,在支承板位置出现突降。     

压水堆蒸汽发生器一、二次侧稳态流场耦合分析

蒸汽发生器（SG）在运行过程中主要面临流致振动所导致的传热管破裂事故,而流致振动分析需以SG内的三维两相流场作为输入条件。采用多孔介质模型,对SG二次侧流场进行求解,同时耦合一、二次侧换热,获得SG二次侧速度场、温度场、压力场及流动含气率分布,并获得传热管一维的一、二次侧流体温度和换热系数及传热管温度分布。由于一次侧向二次侧释热极不均匀,SG内流场分布及汽水分离器内的含气率分布极不均匀;汽水分离器内的最大、最小含气率分别为0.62和0.05,该参数可为汽水分离器负载设计提供依据。通过计算还获得弯管区速度分布,该分布可为传热管的流致振动磨损评估提供输入条件。     

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。     

耦合一、二次侧换热的蒸汽发生器二次侧流场分析

蒸汽发生器（SG）内三维两相流场可为流致振动分析提供输入条件。本文基于FLUENT采用多孔介质模型对SG二次侧流场进行求解。在动量方程中添加管束附加阻力,分别计算横流和顺流管束阻力,同时考虑了下降段、支承板和汽水分离器阻力。在能量方程中,将一、二次侧换热量三维分布作为二次侧流场的能量源项,在计算中采用耦合迭代求解。计算结果与总体设计值符合较好。计算结果同时显示,二次侧流场分布极不均匀;进入第一级汽水分离器的工质最大、最小流动含汽率分别为0.75和0.07;一、二次侧平均换热系数分别为15 856.5和63 623.0 W/(m²•K),二次侧最大换热系数为122 862.9 W/(m²•K),U型管外壁面平均热流密度为149.9 kW/m²;U型管弯管段最大横流速度约为4.06 m/s;冷侧冲刷U型管的横流能量(ρu²)大于热侧,其值为1145 J/m³。     

核电站蒸汽发生器二次侧清洗技术

核电站运行中,二回路工质中的杂质会浓缩并沉积在蒸汽发生器(SG)二次侧。SG杂质的沉积会对其热交换效率产生影响。目前,国内第一批核电站接近退役和延寿阶段,保证SG具有良好的清洁度对SG的延寿起关键作用。同时,国内某些核电站也出现SG污垢系数增大影响核反应堆满功率运行的情况。为此,参照国内外SG清洗工艺对机械清洗、化学清洗和鼓泡清洗进行定性分析,致力于比较得出一种适合我国SG特点的清洗工艺。     

低流量下蒸汽发生器一次侧流量分配研究

采用CFD方法对低流量下倒U型管式蒸汽发生器一次侧内的流动特性进行了分析研究.结果表明,在自然循环模拟试验装置的U型管结构参数条件下,倒流只发生在内层的短管内.低流量时,随单管平均流量的增大,倒流管内的流量相对减小,倒流管数量相对减少,最终倒流消失;随二次侧温度升高,倒流管内的流量也相对减小,倒流管数量相对减少.     

核电厂蒸汽发生器一次侧向二次侧泄漏率取值研究北大核心CSCD

合理确定蒸汽发生器一次侧向二次侧泄漏率取值,并据此制定核电厂运行策略,对核电厂的安全及稳定运行意义重大。本文根据泄漏率数值使用目的,将泄漏率分为用于辐射防护设计的泄漏率取值、用于核电厂运行控制的泄漏率控制值、用于保证蒸汽发生器传热管完整性的泄漏率保护阈值三大类,并探讨了各类取值的确定依据。完成了对国内外核电厂蒸汽发生器一次侧向二次侧泄漏率取值情况的调研分析,结合研究情况,提出了我国核电厂蒸汽发生器一次侧向二次侧泄漏率取值及控制的建议。     

蒸汽发生器二次侧硬性沉积物清洗技术

硬性沉积物可能挤压传热管并导致管壁腐蚀,大修期间可通过柔性冲洗或化学清洗的技术清除管板上的硬性沉积物。我国近年来新投产的核电机组也在管板上开始发现了硬性沉积物的情况,硬性沉积物可能对传热管造成挤压,对传热管造成点蚀的风险也远高于粉状沉积物,因此加强对硬性沉积物的清洗技术研究具有重要意义。本文介绍了硬性沉积物的形成机理,并介绍了柔性冲洗和化学清洗技术及其应用情况。     

蒸汽发生器二次侧不可溶性杂质数量研究

根据立式倒U型管自然循环蒸汽发生器(SG)工作原理,建立SG二次侧杂质数量数学模型,推导二次侧不可溶性杂质数量与SG给水流量和排污流量的具体函数关系式.结果表明,二次侧杂质数量按e的指数函数形式增长,且存在极限值;当SG连续运行至约15个满功率天时,二次侧的杂质数量接近最大值;排污管的杂质排放量随二次侧杂质浓度(数量)的增大而增大,直至与进入SG的杂质数量基本相平衡.     

蒸汽发生器二次侧下部流场与排污试验

位于核电厂蒸汽发生器（SG）管板内的下部排污结构能吸出管板二次侧表面的泥渣并将其排出。为了能合理设计该排污结构并提升排污效率,本文基于非能动大型先进压水堆（CAP1400）的SG设计原型结构,按照1∶4比例设计了排污试验体,以模拟SG下部的管板、传热管等部件。通过对下部流场进行计算流体动力学（CFD）计算并与排污试验的结果进行对比,进一步掌握近管板表面区域的流体流动特征。本试验通过研究SG近管板区域流体流动特征及泥渣分布规律、测量试验体各部件压降、对比SG单边和双边排污结构的设计,为减少淤泥集结、改进设计提供依据。研究发现,单/双边排污结构排污性能基本相同,单边排污结构即可将试验体内泥渣颗粒有效排出。     

蒸汽发生器一、二次侧稳态换热特性数值研究

以自然循环倒U型正三角形布置传热管蒸汽发生器为原型,建立蒸汽发生器一、二次侧及传热管"平均通道"模型,采用CFD技术,对蒸汽发生器一、二次侧共轭传热过程和二次侧两相流流动和沸腾换热过程进行研究。结果表明利用计算流体力学方法能精确模拟蒸汽发生器一次侧、传热管和二次侧的换热过程,得到一、二次侧流体温度、速度、汽化速率以及管壁温度的变化。蒸汽发生器直管段传热管管壁温度与一回路温度变化趋势一致,但弯管段传热管内外壁温差较大,顺流段一、二次侧流体温差明显高于逆流段;二次侧汽液两相流体滑速比呈先增大后减小且最终趋于稳定的趋势。     

蒸汽发生器二次侧流动PIV实验研究

基于一个可视化蒸汽发生器模化实验装置,并利用2D的示踪粒子测速方法(2D-PIV)获取了其二次侧相应测点流场图。观察直管段区域的横向流动现象并描述其机理。实验还对比了在冷热2端不同给水比例和不同功率负荷下速度场的差异,发现在冷热两端非均匀的给水方式(1:4)相比于均匀给水方式,直管段区域的横向流动现象有所减弱。