蒸汽发生器流量分配板及横向流局部压力损失系数计算

为计算得到蒸汽发生器流量分配板及横向流的局部压力损失系数,应用三维稳态热工水力软件GENEPI,在无重力、单相条件下,对管束区入口到第2块管子支撑板下游进行三维流场模拟,计算得到了给定出口压力下入口静压,进而求出进出口压降,并通过沿程摩擦以及局部压力损失关系式等,减去两块管子支撑板的压力损失及沿程阻力,推导求出蒸汽发生器流量分配板及横向流的局部压力损失系数。为验证方法的正确性及可行性,以CPR1000-SG和EPR-SG为对象,计算这两个型号蒸汽发生器流量分配板及横向流的局部压力损失系数,并将计算结果与国外经验系数进行对比,结果表明:计算结果与国外经验系数接近,误差在可接受范围内。     

CPR1000蒸汽发生器排污结构设计优化

对中国改进型百万千瓦级压水堆(CPR1000)蒸汽发生器(SG)排污结构进行优化。通过取消排污管及阻挡块,改为在管板上直接开排污孔,提高管廊区域的可达性,便于管板二次侧上表面的检查和泥渣冲洗。应用SG热工水力分析专用软件GENEPI,对比分析优化前后的热工水力特性。结果表明:与原设计方案相比,优化后SG热工水力性能满足设计要求,虽然管板二次侧上表面流场分布发生变化,导致发生泥渣沉积的传热管数量增加,但结构优化后有利于泥渣冲洗,提高冲洗效果。分析结果从理论上证明了优化的可行性。     

蒸汽发生器传热管弯管区最小间隙分析

在蒸汽发生器传热管的制造、穿管等环节中,有可能出现传热管弯管区局部区域的变形,导致传热管弯管区间隙过小甚至接触。依据传热管的设计原则,以CPR1000蒸汽发生器(55/19B型)传热管弯管区为例,通过流致振动分析、磨损分析、蒸干评估以及应力分析,对传热管弯管区间隙进行分析及评估。分析结果表明,传热管弯管区最小间隙应大于其湍流振幅,以避免弯管区发生不可接受的流致振动、磨损、蒸干等问题,设计过程中须考虑足够的安全裕量。     

蒸汽发生器干燥器CFD模拟分析

为了研究蒸汽发生器干燥器的负荷分布特性,采用计算流体动力学(CFD)软件ANSYS CFX12.1,对CPR1000蒸汽发生器干燥器进行单相流场分析,得到其流场分布,对干燥器的负荷不均匀性及分离性能进行了评估分析。此外,通过与无均汽网模型的计算结果进行对比,分析均汽网对于干燥器负荷分布及分离性能的重要性,并提出了均汽网设计的改进方法。     

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。     

蒸汽发生器泥渣收集器设计分析与优化

采用计算流体动力学方法,对蒸汽发生器泥渣收集器进行热工水力计算,旨在得到泥渣收集器内部的流场分布、评估泥渣收集器的性能并计算泥渣收集速率。另外,假定入口有不同直径的外来物颗粒,计算分析泥渣收集器对外来物颗粒的捕集情况。计算结果表明:泥渣收集器对进入其内部的泥渣均能全部收集,但原设计中泥渣收集器中间小孔阻力较大,导致泥渣收集速度较低;改进型泥渣收集器可明显提高收集速率。此外,泥渣收集器对外来物颗粒有一定的捕集效果。计算结果验证了泥渣收集器的设计合理性,并对其设计提出优化建议及方向。     

蒸汽发生器汽水分离器负荷不均匀性分析

应用三维稳态热工水力软件GENEPI,对CPR1000蒸汽发生器管束区及汽水分离器区域进行热工水力分析,得到了管束区和汽水分离器入口的热工水力参数分布。结果表明,汽水分离器区域的负荷不均匀性明显,中间及热侧的汽水分离器承受的负荷较高,分析数据为汽水分离器及干燥器湿度分析提供输入数据和设计依据。对比了不同汽水分离器局部阻力系数下的结果,表明汽水分离器局部阻力系数对其负荷不均匀性有一定的影响,系数越大,流量越均匀。