高温堆热气联箱内部流场分析

以高温堆热气联箱为研究对象,在实验研究的基础上,采用流体力学计算程序CFX5对热气联箱和热气导管内部流场进行了数值模拟,以获得热气联箱和热气导管内的速度场、压力场和温度场,为高温堆热气联箱的设计和实验研究提供参考.数值计算结果表明:热气联箱内气流发生剧烈搅混,加速了不同温度气流间的热传递,有利于高温和低温气流间的温度混合.但存在肋片的区域没有发生剧烈的气流搅混,不利于气流间的热传递.热气导管内温度混合率随其长度的增加逐渐增大,热气导管长度2.5m以上时,温度混合率达到99%以上.     

低温堆和沸水堆流动不稳定因素比较分析

在实验的基础上分析了低压低干度自然循环系统中欠热沸腾、冷凝、闪蒸、以及汽空间压力等因素对两相流动不稳定的影响，并与沸水堆条件下的情况作了比较。分析表明：①自然循环系统中，欠热沸腾、冷凝、闪蒸是影响流动不稳定的重要因素，很多不稳定问题与此有关，这跟以沸水堆为背景的强迫循环系统有很大不同；②汽空间大小对系统稳定性有重要作用，在压力允许条件下，应尽量减小汽空间，提高系统稳定性。     

自然循环静态流动不稳定研究

研究了发生静态流量漂移时自然循环系统中流量和加热段进出口温度的变化规律及静态流漂移过程中发生的动态流量振荡现象。研究结果表明：在发生静肪流量漂移时，系统循环流量下降，、加热段的进口温度下降而出口温度上升；当静态流量漂移一段时间后，伴随着静态流量漂移，系统内同时发生动态流量振荡。在对现象描述的基础上，阐述了静态流量漂移发生的机理。     

考虑静水压力的HBS辐照肿胀本构关系开发及验证

分析了静水压力对UO₂高燃耗结构辐照肿胀产生影响的机理，据此给出了开发辐照肿胀本构关系的3个基本假设，得出静水压力主要通过压缩高燃耗结构气孔体积而影响辐照肿胀这一结论。在已完成开发的高燃耗结构辐照肿胀关系式的基础上，定量计算静水压力引起的气孔收缩和高燃耗结构辐照肿胀减小量，成功地开发了考虑静水压力的高燃耗结构辐照肿胀本构关系。利用现有高燃耗结构辐照肿胀数据对本构关系做了初步验证，验证结果表明了其合理性。     

蒸汽发生器传热管密度波振荡现象研究

蒸汽发生器传热管内伴有两相流的产生,研究两相情况下传热管内密度波不稳定现象,对控制核反应堆安全运行有着至关重要的作用。通过数值计算,研究了双侧对流换热条件下的传热管密度波震荡（DWO）现象。引用Babcock&Wilcox公司的直流式蒸汽发生器（OTSG）实验进行计算模型的可靠性验证;将传热管双侧对流换热与壁面均匀加热条件下的流动不稳定现象进行比较;分析管内流体加热段高度、流动方向变化时,不稳定边界的移动情况。结果表明,增加加热段高度、适当减少传热管水平方向倾斜角度（50°~90°内变化）可以增加系统的稳定性。该研究可以为螺旋管式蒸汽发生器设计提供参考。      

高温气冷堆甲烷蒸汽重整制氢系统重整器性能数值分析

甲烷转化率和产氢量是反映重整器性能的重要指标。本文对匹配高温气冷堆HTR-10的蒸汽重整器性能进行数值分析。设定重整器氦气入口流量不变，研究不同氦气入口温度、压力，不同工艺气入口温度、压力、流量，以及不同水碳比对重整器性能的影响。在所研究的范围内，结果表明：氦气的入口温度对重整器性能有明显的影响；氦气的入口压力、工艺气的入口温度和压力对重整器性能影响较小；提高工艺气流量，甲烷转化率降低，但产氢量增加，而提高水碳比则有相反的变化关系。     

低温供热反应堆模拟启动实验研究

本文介绍了低温供热反应堆启动的实验研究结果,描述了两相流稳定性对低温自然循环沸水反应堆启动的影响,提出沸水启动要经过压水启动和压水向沸水转换两个过程来实现。研究了三种从压水向沸水转换的方法。在此基础上,提出了用小功率,小过冷度从压水向沸水转换的过渡方案,此方案可保证在整个启动过程中流动的稳定。     

起伏强度和周期对自然循环流动特性的影响

为了研究起伏运动对自然循环流动特性的影响,针对以5 MW低温核供热堆(NHR)为基础建立的自然循环试验回路,自行开发计算程序研究起伏强度和周期对自然循环流动波动、加热段出口过冷度以及换热器二次侧出口过冷度的影响。建立数学模型,坐标系固定于试验本体上,采用流体相对速度,将起伏条件下自然循环问题转化为非惯性参考系问题,考虑起伏运动引入附加力对自然循环的影响,在重力g的前面乘一个随时间变化的系数(1-k·sin(ωdt))。计算结果表明:起伏强度k越大,流量和温度波动越大;起伏周期T越大,流量波动越大且呈现出明显的非线性波动,大周期的起伏运动可能造成加热段出口出现饱和甚至沸腾的情况。对起伏运动影响自然循环机理的分析表明:起伏引入的附加作用力和重力一起构成一个交变力场,在有密度差的情况下形成自然循环驱动力,从而引起自然循环流动。     

NHR-200燃料组件进口阻力特性实验研究

在２００ＭＷ核供热堆水力学实验回路上完成了ＮＨＲ－２００燃料组件进口阻力特性实验研究。采用１：１的实验本体,模拟条件下为几何形状,雷诺数相同。