自吸式文丘里水洗器引射特性研究

以安全壳过滤排放系统中的自吸式文丘里水洗器为研究对象,采用空气和水为工质,在不同空气流量、液位及系统压力下对文丘里水洗器的引射特性进行实验研究。结果表明,随着喉部气相折算流速(简称喉部流速)的增加,吸液口两侧压差近似呈抛物线规律增长,引射量线性增加。压力容器内的液位对引射特性的影响与其相对于文丘里水洗器出口的位置有关,当液位低于文丘里水洗器出口时,随着液位的提升,引射量获得明显的提高,并随喉部流速的变化表现出分区效应,喉部流速较低时,增加液位对于改善引射量更加有效;当液位在文丘里水洗器出口以上变化时,对引射量几乎无影响。压力是影响自吸式文丘里水洗器引射特性的重要因素,这主要归因于气体密度的变化,在0~150kPa范围内,随着压力的提升,引射量得到明显改善,且在高喉部流速区域压力变化对引射量的影响较在低喉部流速区域更加显著。     

基于FLUENT的核电用文丘里管稳流性能研究

采用Realizable k-?湍流模型和Zwart空化模型对某核电用空化型文丘里管的空化流动进行了数值模拟。模拟在特定工况条件下文丘里管内流动情况,得到流量变化曲线,预测空化区域,分析稳流原理和规律。模拟不同喉部直径文丘里管稳流性能,探究喉部直径变化对空化的影响。研究结果表明:随着入口压力的增大,文丘里管将发生空化塞流。将流量变化控制在一定范围内,达到相对稳流的作用。稳流时,管路压力每升高0.1 MPa,流量增加0.06 m3·h-1;喉部直径的尺寸直接影响水力空化初生与流量增幅;在一定范围内,文丘里管喉部直径大,空化流动发展迅速且流量增幅大,喉部直径小,管路流量增长幅值小。      

鼓泡层内气态甲基碘的去除特性研究

以安全壳过滤排放系统对甲基碘的去除为背景,采用碱性硫代硫酸钠溶液作为吸收工质,对甲基碘气体的去除特性进行实验研究。结果表明:溶液温度、系统压力、气体流量以及液位是影响甲基碘去除效果的重要因素;溶液温度对甲基碘气体去除的影响表现出分区效应;在0~80℃范围内,随着温度的增加去除效率变化明显,化学反应过程是限制该区域去除效率的主要因素;当温度高于80℃时,去除效率对温度的变化不再敏感,传质过程成为影响效率的主要因素;系统压力和液位对去除效率的影响均表现为线性关系,压力和液位的提高能够显著改善气体吸收过程;相反,气相容积流量的增加会导致甲基碘气体吸收效率明显降低。研究中还进一步发现,入口气体浓度的变化对去除效率的影响很小。     

文丘里净化装置及其在核设施气态废物净化中的应用

介绍文丘里净化装置的工作原理和对气溶胶的净化机理。以气体碘为例,介绍难溶性气体污染物在文丘里净化装置中的吸收过程。探讨气-液接触面积、传质速率和传质过程效率的计算方法,分析传质过程效率的影响因素。     

非对称工况下并联通道流动不稳定性研究

针对并联矩形通道,基于集总参数法建立了并联通道流动不稳定性分析模型,并基于此模型分析了非对称工况对系统稳定性的影响。分析结果表明,非对称工况对并联通道流动不稳定性有显著影响,在保持平均节流系数恒定的情况下,非对称节流的影响随压力增大而降低,随质量流速增大而增大;界限功率随加热不对称度增加呈先上升后下降趋势,且非对称加热的影响随压力增大而增大,随入口过冷度和质量流速增大而减小。     

U型管高压汽-液两相流动密度波型不稳定性的实验研究

在系统压力P=4～10MPa,质量流速G=450～1200kg／m~2·s,人口过冷度△T_(sub)=10～70℃,热负荷q=O～650kW／m~2的工况范围内,采用φ20×2mm的23Crl8Ni不锈钢U型管,在高压试验台上进行了密度波型脉动的研究;分析了系统压力、质量流速、入口过冷度、热负荷对它的影响。结果表明,随着压力的增加,系统稳定性增加;随着质量流速增加,界限热负荷增加,界限干度下降;进口过冷度对密度波型脉动呈现单值性影响,随着进口过冷度下降,界限热负荷降低。根据实验结果及量纲分析,得出了预测界限热负荷的无因次关联式,与试验值相比,误差在15％以内。     

湿蒸汽流量测量虚高模型的实验研究

加工不同喉径的文丘里流量计开展湿汽流量测量系统的实验研究,对一定工况参数范围内不同干度、流量的湿蒸汽流量进行实际测量。分析压力、L-M(Lockhart-Martinelli)参数、质量流量、喉径比对虚高系数的影响特性。     

蒸汽发生器蒸汽限流器设计改进与试验验证

介绍了压水堆核电站蒸汽发生器蒸汽限流器的一种改进设计。在保持相同喉部总流通面积的条件下,通过试验证明,改进后的19个文丘里管的蒸汽限流器结构的压力损失比传统的7个文丘里管的明显减小,并验证了蒸汽限流器的压力损失计算方法。     

安全壳中气相裂变产物甲基碘喷淋去除的实验研究

为减少压水堆事故工况下裂变产物的环境释放量,在理论研究工作的基础上,利用自行设计、安装的安全壳喷淋模拟装置、研究了甲基碘的喷淋去除效果。在研究中采用非放射性甲基碘作为喷淋去除对象,简化了实验设备。采用气相色谱仪测定甲基碘的气相浓度,得到了不同气相温度和不同添加剂对甲基碘喷淋去除效果的影响及其规律。实验结果可用于合理选择压水堆安全壳喷淋系统参数。     

安全壳中气相裂变产物甲基碘喷淋去除的实验研究

为减少压水堆事故工况下裂变产物的环境释放量,在理论研究工作的基础上,利用自行设计、安装的安全壳喷淋模拟装置、研究了甲基碘的喷淋去除效果。在研究中采用非放射性甲基碘作为喷淋去除对象,简化了实验设备。采用气相色谱仪测定甲基碘的气相浓度,得到了不同气相温度和不同添加剂对甲基碘喷淋去除效果的影响及其规律。实验结果可用于合理选择压水堆安全壳喷淋系统参数。     

基于单相可压缩模型的蒸汽发生器倒U型管内单相管间脉动特性研究

单相工况下的管间脉动现象可使蒸汽发生器倒U型管内倒流现象提前发生,从而威胁其安全性。为探索单相管间脉动特性,基于单相可压缩模型,数值研究了管道长度、一次侧入口温度和压力、二次侧温度和换热系数对单相管间脉动临界流速的影响。结果表明,当管道长度较短时,管道长度的增加会使临界流速显著增加,且倒U型管越长,临界流速越大。一次侧入口温度和压力的增加均会使临界流速增加,使单相管间脉动更易发生。二次侧换热系数的升高会使单相管间脉动对应的临界流速降低。然而二次侧温度对临界流速的影响呈现非单值性,随着二次侧温度的升高,临界流速先升高后降低。      

圆管通道底部再淹没过程实验研究

为验证和优化再淹没模型,通过实验研究了圆管通道内再淹没阶段流动换热特性,获得了不同工况下壁面温度的变化规律,实验工况范围为：入口冷却剂流速3~15 cm/s、入口过冷度15~75 ℃、初始壁面峰值温度340~600 ℃、实验压力0.2~0.4 MPa、加热功率1.3~2.3 kW/m。分析了初始壁温、冷却剂入口温度、入口流速及加热功率对骤冷时刻与骤冷温度的影响。结果表明,骤冷时刻与骤冷温度均随初始壁温、冷却剂入口温度以及加热功率的增加而增加,随入口冷却剂流速的增加而减小。     

人工神经网络在预测流动沸腾曲线中的应用

选用20世纪60年代以来的实验数据，应用人工神经网络分析入口欠热度、质量流速、压力等主要参数对沸腾曲线的影响。在整个传热区内，热流密度随入口欠热度的增加而增大；在过渡沸腾和膜态沸腾区，热流密度随质量流速的增加而增加；压力起重要的作用，除膜态沸腾区外，增加压力能强化传热。除泡核沸腾外，稳态和瞬态的流动沸腾曲线的差异很小。     

碘吸附器在核电厂通风系统中的应用

碘吸附器是核电厂通风系统中普遍使用的用于保障在事故工况下主控室可居留环境和减少排风放射性水平以满足排放限值要求的部件。它对核电厂事故产物中放射性碘元素的吸附效率或净化系数直接影响到相关安全分析的结论;碘吸附器在通风系统中的防火设计也是核电厂防火系统安全审评中关注的重要问题。本文阐述了碘吸附器在核电厂应用中需要考虑的问题...     

摇摆运动对强迫循环沸腾流动特性的影响

对摇摆状态下的强迫循环沸腾流动特性进行实验研究。研究结果表明,当出口含气率达到一定值后,由于摇摆状态下的实验系统空间位置发生变化导致回路局部出现周期性的汽泡雍塞,诱发两相质量流速出现类似流动不稳定性的波动。流动的稳定边界主要受质量流速、入口压力、入口过冷度、摇摆角度及摇摆周期的影响。随着质量流速增大,摇摆参数的影响逐渐减小;系统压力、入口过冷度及质量流速越大,系统越稳定。     

基于CFD分析的文丘里流量计设计优化

质量流量是核电站热功率核算的关键参数之一,核电站一般采用文丘里流量计和孔板流量计同时测量,然而在低流量区文丘里流量计呈现出明显波动,其参数不稳定严重影响核电站的正常运行。本文基于理论分析结合数值分析,发现脉动流动是导致文丘里流量计测量波动的主要原因。基于分析结果,对文丘里流量计提出了优化设计方案,通过在文丘里管上游集成流量调整装置,从而减小脉动流,有效提升文丘里流量计的稳定性。此外,开展了集成不同类型流量调整装置的文丘里流量计压损特性数值研究,结果表明K-Lab型流量调整装置阻力较小。本文提出的方案可有效提升文丘里流量计测量精度。     

某核电止回阀开启过程中的瞬态流动与结构特征

为研究某核电止回阀在开启过程中的流动特征与部件的力学特征，采用商用计算流体动力学软件ANSYS Fluent和用户自定义函数（UDF），模拟了该阀门在高压工况下开启过程中的内部流动。在不同开度条件下采用流固耦合方法对阀门部件的力学行为进行了模拟，分析了阀体及阀芯的应力分布及变形情况。结果表明，随着阀门开度增大，过流断面的喉部与阀门出口出现高速区域；阀门入口段呈现较高的压力梯度；阀体上的最严重变形出现在喉部，变形量随开度变化呈现波动趋势；最大等效应力出现在阀门入口弯管处且最大等效应力随开度增加而减小；阀芯的最大变形量出现在靠近进口的一侧；最大等效应力出现在阀芯与弹簧接触区域，其随开度的增加呈现波动增长趋势。      

涡流式分离器气液两相分离数值模拟研究

对于气液两相分离,传统分离器或体积过大,或旋流强度低,因此考虑提出一种新式的涡流式分离器。利用涡流二极管逆向流动形成强度较高旋流的特点,在旋流腔上方加入一根支管,从切向入口进入的两相流由于密度差和旋流的作用,气相会聚集在中心由于浮力作用从上支管流出分离器,液相会分布在四周由于重力作用从下支管流出分离器,从而实现两相分离。采用数值模拟的方式分别对不同旋流腔尺寸以及出口形状的分离器进行计算,模拟结果表明,在进口流量为0.5 t/h、入口含气率1%～5%工况下,控制底流口压力和入口相同,溢流口与入口压差在80～90 kPa范围内,分离器对粒径在50～100μm的气泡分离效率可以达到90%以上。     

摇摆条件对船用核动力装置凝结水射流泵空化特性影响数值研究

船用核动力装置受空间布置限制,凝结水（凝水）系统灌注高度小,凝水泵运行过程易发生汽蚀。为解决该问题,在凝水泵入口前设置凝水射流泵,以提升凝水泵入口压力、改善凝水泵汽蚀性能。然而,凝水射流泵自身也存在空化风险,特别是在摇摆条件下,凝水射流泵入口压力与流体质点受力发生变化,对凝水射流泵空化特性造成重要影响。采用计算流体力学方法,分别对凝水射流泵处于稳态工况及2种摇摆工况下的空化特性进行分析。结果表明:稳态工况下,凝水射流泵流场内空化体积分数很小,喷嘴出口与喉管前端是易空化的2个位置,工作水温升对空化特性有较大影响;摇摆条件导致凝水射流泵空化增长、扬程降低,且随着摇摆周期的减小而影响加剧;当横摇周期为3 s时,凝水射流泵出现严重空化,扬程大幅波动且显著低于额定扬程,存在完全丧失增压能力的风险,影响凝水系统运行稳定。      

小型压水堆核电厂蒸汽排放控制系统仿真研究

小型压水堆核电厂通常采用结构紧凑的直流蒸汽发生器,在甩负荷工况下,其蒸汽压力急剧升高。为防止蒸汽压力过高对设备造成损坏,本文在建立小型压水堆一、二回路设备模型以及控制系统的基础上,分别基于压力模式、温度-压力和功率-压力模式设计蒸汽排放控制系统,并在甩负荷工况下开展小型压水堆系统的仿真研究。结果表明,在甩负荷工况下,与压力模式相比,温度-压力和功率-压力模式能够有效减小蒸汽压力的超调量。