铅铋介质闭式换向器运行特性与水锤现象研究

为研究闭式换向器在液态铅铋合金（LBE）介质换向过程中的流量稳定性及其适用性,采用FLUENT软件结合重叠网格方法对三通切换阀形式的闭式换向器换向时上游的压力与速度波动进行计算分析。结果显示,换向过程中,阀芯启动及停止运动时产生水锤,水锤波以介质声速在管道中传播,从而影响管道内压力和速度的分布,水锤波的峰值大小与介质密度、阀芯运动速度成正比,水锤波频率不受阀芯运动速度影响。由于水锤波的波峰值较大,使此类型闭式换向器在LBE下换向动作时上游管道难以维持稳定流量并威胁装置安全,故在LBE流量标定装置中不适用。     

HYSYS软件在反应堆系统仿真中的应用探索

系统仿真软件可以模拟运行工况变化对系统整体运行带来的影响,在系统瞬态分析和安全研究中起着重要的作用。Aspen HYSYS软件是世界知名的油气过程仿真和优化的系统软件,具有强大的二次开发功能,可以用于反应堆系统仿真。在植入熔盐物性、修改熔盐换热模型的基础上,建立并调用点堆模型的动态链接库,尝试将HYSYS与点堆耦合起来,弥补HYSYS无法对熔盐堆等反应堆进行仿真的缺憾。在此基础上,对中国科学院上海应用物理研究所的熔盐堆设计进行了系统仿真,给出了熔盐堆在不同的运行工况下的系统响应分析结果,并与RELAP5仿真结果进行比较。结果表明,耦合程序有较高的可用性,能够达到预期的效果。     

用于流场可视化实验的有机玻璃折射率匹配液研究

为减小流动工质与燃料组件模型之间因折射率差异给可视化流场测量带来的影响,将四氢化萘和无水乙醇混合得到一种新型有机玻璃（PMMA）折射率匹配（RIM）液。实验测量了不同浓度混合溶液的折射率、密度、动力黏度和雷诺数,并研究了4个变量对温度的敏感性。结果表明：在25 ℃时,四氢化萘(72.2%)-无水乙醇(27.8%)混合溶液与PMMA的折射率相等;Newton方程在预测混合溶液的折射率时与实验测量数据偏差最小。由于雷诺数对温度敏感,建议在实验装置中设置热交换设备来控制流动工质的温度。该RIM液具有成本低、密度适中、动力黏度小和稳定性高等优点,可用于流场可视化实验。     

铅铋流量计标定装置开式换向器运行特性模拟及不确定度分析

为了预估在铅铋流量计标定过程中气缸驱动换向器因气缸正反行程不对称而造成的系统误差，实现对气缸驱动换向器的B类不确定度分量的先验分析，探究B类不确定度能否准确反映换向器引入标定相对系统误差的大小，本文基于计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）方法提出了一种用于开式换向器的双向耦合计算方法，对不同流量工况、不同力矩驱动下换向器使用行程差法得到的B类不确定度分量以及不同计时方式、换向器喷嘴出口不同速度分布下的标定相对系统误差进行了计算，并对气缸驱动换向器的运行特性进行了分析。结果表明：气缸推力越大，换向器B类不确定度越小；相较于采用行程起点或终点作为计时时刻，将换向器挡板运动至行程中点作为计时时刻，换向器引入的标定相对系统误差最低，为其他两种计时方式的1/7～1/30；换向器B类不确定度的大小可以反映使用不同计时时刻的换向器引入相对系统误差的包络值。