钠冷快堆直流式蒸汽发生器节流装置阻力特性研究

钠冷快堆采用直流式蒸汽发生器,为了抑制其产生两相流动不稳定性现象,需在蒸汽发生器换热管入口设置节流装置.由于节流装置设计为非常规的几何结构,必须通过试验研究确定节流装置的阻力系数以及几何结构参数变化对于其阻力特性的影响规律.本文以蒸汽发生器节流装置为研究对象,通过试验研究了孔径尺寸、雷诺数变化对于节流装置阻力特性的影响...     

CN-1515Ti辐照容器组件流量分配方法研究

CN-1515Ti辐照容器组件的水力特性研究是组件入堆前的重要准备工作,其合理的流量分配对快堆堆芯的安全非常重要,而节流装置的尺寸是影响流量分配的关键因素。本文以中国实验快堆的实际运行参数为要求,以MOX组件水力实验回路为工具,进行了CN-1515Ti辐照容器组件的流量分配实验。结果确定了辐照容器组件节流装置的尺寸为对边距17.2 mm,并形成了可用于相关实验的经验数据。     

钠冷快堆蒸发器流致振动试验件可行性分析

钠冷快中子反应堆使用的钠水蒸汽发生器采用直管管壳式换热器结构,包括蒸发器和过热器2个组件。在蒸发器组件中,液态金属钠流经壳侧,并与管侧流动的水进行逆向换热。管侧流动的给水被加热为过热蒸汽过程中,经历沸腾与传热等过程,如果蒸发器组件结构设计不当,极易发生管束流致振动并诱发换热管疲劳破损,引起严重钠水反应,影响设备安全和反应堆正常运行。本文对钠水蒸汽发生器中蒸发器组件管束流致振动试验件进行可行性分析论证:采用相似分析方法分析与试验件设计相关的相似准则,初步确定试验件缩尺比例以及试验介质参数;基于相似分析将试验件与蒸发器组件原型样机对比,确定简化的模拟试验件基本结构形式;建立蒸发器试验件简化CFD模型,模拟分析其流场特性和换热管模态特性;论证10组简支的简化蒸发器组件流致振动试验件的可行性,为后续开展流致振动试验奠定基础。     

正火冷速对2.25Cr-1Mo钢持久性能的影响

采用SEM、持久性能测试等手段,研究了不同正火冷速对2.25Cr-1Mo钢持久性能的影响。结果表明:当采用空冷、30 ℃/min、5 ℃/min冷却时,2.25Cr-1Mo钢在530 ℃的外推持久强度σ₁₀⁴均为120 MPa左右。当正火冷速降至1 ℃/min时,持久性能显著降低,主要因为此时在贝氏体-铁素体界面析出大量大颗粒析出物,导致蠕变孔洞产生;同时大量的先共析铁素体出现,基体强度降低,难以阻碍持久裂纹扩展,导致持久性能下降。     

热处理工艺对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢持久性能的影响

 为了更好地验证20Cr1Mo1VTiB螺栓钢在国家标准和俄罗斯标准热处理工艺下的持久性能,采用SEM、TEM等手段研究了两种标准的热处理工艺对20Cr1Mo1VTiB螺栓钢组织及持久性能的影响。结果表明,相对于低温淬火+低温回火(俄罗斯标准)工艺,高温淬火+高温回火(国家标准)的热处理工艺生产的20Cr1Mo1VTiB具有更高的持久性能稳定性。俄罗斯标准工艺淬火温度低,未溶的块状富钛碳化物数量多、尺寸大,并且贝氏体内分布大量方(菱)形TiC,促进了蠕变孔洞的形成,因此持久强度下降速率更快。国家标准工艺淬火温度高,富钛碳化物回溶充分,数量少、尺寸小,回火过程析出细小的颗粒状VC,热稳定性较高,具有更高的持久强度。从持久性能角度,选用国家标准工艺热处理更加合理。     

2.25Cr1Mo钢大型锻件热处理工艺数值模拟

利用有限元模拟计算,结合CCT曲线,研究了2. 25Cr1Mo大型锻件不同热处理工艺下的组织演变规律。以大型2. 25Cr1Mo管板锻件为背景,模拟现场工况,对热处理工艺进行数值模拟。讨论不同热处理工艺下的换热系数,利用有限元模拟软件与实测的CCT曲线,建立了2. 25Cr1Mo锻件在热处理工艺下的温度场、组织场,探究了2. 25Cr1Mo锻件在水冷,油冷以及空冷3种冷却工艺下温度场和组织场的变化,并利用质点追踪的方法对比了大锻件不同部位的温度变化。结果显示在水冷工艺条件下,最终的组织主要以贝氏体为主,能满足工艺的需要,为最优的热处理工艺。     

2.25Cr1Mo传热管切向微动磨损性能研究

钠冷快堆换热器中的冷却剂与构件之间的流致振动会导致传热管发生微动磨损。以钠冷快堆换热器传热管候选材料2.25Cr1Mo钢为研究对象，研究其在不同法向载荷(10、20、30 N)下的切向微动磨损行为和损伤演变规律；采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及EDS对磨痕的形貌及摩擦化学反应进行分析；通过白光干涉仪获得传热管的磨损量。结果表明：随着法向载荷的增加，2.25Cr1Mo钢的微动模式由完全滑移转变为部分滑移，摩擦因数、磨损体积随着法向载荷的增加先增加后减小；当载荷为10～20 N时，2.25Cr1Mo钢的主要磨损机制为磨粒磨损、分层剥落以及氧化磨损，当载荷为30 N时，主要磨损机制为黏着磨损、塑性变形和氧化磨损。