發(fā)布時間：2019-10-08 14:07

【摘要】：基于大型臨界熱流密度(CHF)試驗臺架,以壓力容器用SA508III鋼作為加熱表面材料,以添加有硼酸(H3BO5)與磷酸三鈉(Na3PO4)的化學(xué)水溶液為冷卻介質(zhì),試驗研究真實壓力容器表面材料朝下曲面化學(xué)水沸騰的CHF特性。試驗結(jié)果表明:對于SA508III鋼材料壓力容器,在不同屬性的化學(xué)水環(huán)境中CHF呈現(xiàn)不同變化規(guī)律。硼酸溶液CHF值較去離子水低,且隨濃度(1000~3000 mg/L)增加而降低;低濃度(500、1000 mg/L)磷酸三鈉溶液CHF值獲得強化,而高濃度下(3500 mg/L)CHF弱化;硼酸與磷酸三鈉混合溶液的CHF隨磷酸三鈉濃度增加先增大后減小。
【圖文】：

楊勝等：針對IVR-ERVC策略的朝下曲面化學(xué)水沸騰CHF特性試驗25汽泡產(chǎn)生，形成較小范圍的液體沸騰區(qū)域；隨著加熱功率的增大，沸騰區(qū)域逐漸擴(kuò)大；熱流密度圖1加熱塊近壁面12mm處溫度變化Fig.1TemperatureHistoryofaThermalCouple12mmawayfromHeatedSurface接近CHF值時，沸騰更加劇烈，加熱壁面接連產(chǎn)生連續(xù)的大汽泡；進(jìn)一步提升功率，產(chǎn)生的大汽泡將會連接形成一層氣膜，阻礙冷卻介質(zhì)對加熱壁面的潤濕與冷卻，發(fā)生傳熱惡化，熱流密度達(dá)到CHF。2.2去離子水CHF值為便于對比，并初步探尋下封頭外表面CHF變化規(guī)律，以去離子水為工質(zhì)開展試驗，獲得了下封頭不同位置的CHF值，并與其他試驗結(jié)果進(jìn)行了對比（圖2）。CHF值隨角度增加而增大，這與其他試驗所呈現(xiàn)趨勢是一致的。高角度位置，局部加熱面傾角大，沸騰過程產(chǎn)生的汽泡容易脫離逃逸，液相更容易進(jìn)入兩相邊界層并潤濕熱壁，所以高角度位置CHF值較大。此外，本試驗獲得的CHF值，高于其他試驗相同角度位置的CHF值。這一差別一方面與不同加熱表面材料（碳鋼、銅、不銹鋼）在去離子水中的氧化行為有關(guān)[6]，圖2去離子水CHF結(jié)果及與其他試驗比較Fig.2CHFValueofDIWaterandComparisonwithOtherTests后文將詳述；另一方面也與試驗段結(jié)構(gòu)參數(shù)的差異有關(guān)。2.3硼酸對CHF的影響據(jù)已有研究結(jié)果，下封頭高角度區(qū)域是IVR措施熱工裕量相對較低的位置，該區(qū)域的CHF更值得關(guān)注。因此，選取高角度的81°位置進(jìn)行化學(xué)水CHF變化規(guī)律分析。為便于對比，所有試驗工況冷卻介質(zhì)入口過冷度均取15℃，流速為500kg/(m2·s)。圖3為不同濃度硼酸溶液的CHF結(jié)果�？梢�，隨著硼酸濃度增加，CHF值降低，濃度為3000mg/L的硼酸溶液，其CHF值比去離子水低約7%。這種變化趨勢與Lee[8]等的結(jié)論是?

禾宸刑誶鈌潁凰孀?加熱功率的增大，沸騰區(qū)域逐漸擴(kuò)大；熱流密度圖1加熱塊近壁面12mm處溫度變化Fig.1TemperatureHistoryofaThermalCouple12mmawayfromHeatedSurface接近CHF值時，沸騰更加劇烈，加熱壁面接連產(chǎn)生連續(xù)的大汽泡；進(jìn)一步提升功率，產(chǎn)生的大汽泡將會連接形成一層氣膜，阻礙冷卻介質(zhì)對加熱壁面的潤濕與冷卻，發(fā)生傳熱惡化，熱流密度達(dá)到CHF。2.2去離子水CHF值為便于對比，并初步探尋下封頭外表面CHF變化規(guī)律，以去離子水為工質(zhì)開展試驗，獲得了下封頭不同位置的CHF值，并與其他試驗結(jié)果進(jìn)行了對比（圖2）。CHF值隨角度增加而增大，這與其他試驗所呈現(xiàn)趨勢是一致的。高角度位置，局部加熱面傾角大，沸騰過程產(chǎn)生的汽泡容易脫離逃逸，液相更容易進(jìn)入兩相邊界層并潤濕熱壁，所以高角度位置CHF值較大。此外，本試驗獲得的CHF值，高于其他試驗相同角度位置的CHF值。這一差別一方面與不同加熱表面材料（碳鋼、銅、不銹鋼）在去離子水中的氧化行為有關(guān)[6]，圖2去離子水CHF結(jié)果及與其他試驗比較Fig.2CHFValueofDIWaterandComparisonwithOtherTests后文將詳述；另一方面也與試驗段結(jié)構(gòu)參數(shù)的差異有關(guān)。2.3硼酸對CHF的影響據(jù)已有研究結(jié)果，下封頭高角度區(qū)域是IVR措施熱工裕量相對較低的位置，該區(qū)域的CHF更值得關(guān)注。因此，選取高角度的81°位置進(jìn)行化學(xué)水CHF變化規(guī)律分析。為便于對比，所有試驗工況冷卻介質(zhì)入口過冷度均取15℃，，流速為500kg/(m2·s)。圖3為不同濃度硼酸溶液的CHF結(jié)果�？梢�，隨著硼酸濃度增加，CHF值降低，濃度為3000mg/L的硼酸溶液，其CHF值比去離子水低約7%。這種變化趨勢與Lee[8]等的結(jié)論是相同的，表明硼酸的加入對CHF具有一定的抑制作用，且這種抑制在高濃度下更為明顯。圖
【作者單位】： 國核華清(北京)核電技術(shù)研發(fā)中心有限公司;清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院;
【基金】：國家科技重大專項(No.2015ZX06002007)
【分類號】：TL364.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李玉杰;;原子吸收光譜測試技術(shù)在燃煤電廠化學(xué)水分析中的應(yīng)用及問題處理[J];化學(xué)工程與裝備;2013年01期

2 程可治;化學(xué)水裝置襯膠設(shè)備維修技術(shù)[J];化工設(shè)備與防腐蝕;2003年06期

3 范志金,錢傳范,胡繼業(yè),艾應(yīng)偉,蘇子斌,楊華;磺酰脲類除草劑的化學(xué)水解[J];四川師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年01期

4 殷昭耀;催化劑廠新建的化學(xué)水裝置效益可觀[J];齊魯石油化工;1994年03期

5 韋欽勝;傅明珠;葛人峰;臧家業(yè);;南黃海冷水域35°N斷面化學(xué)水文學(xué)特征及營養(yǎng)鹽的季節(jié)變化[J];環(huán)境科學(xué);2010年09期

6 ;第50屆國際水會議(IWC)論文摘要[J];工業(yè)水處理;1993年01期

7 ;專家門診[J];佛山陶瓷;2011年09期

8 張曉艷;;MODICON PLC系統(tǒng)通訊中斷故障分析與解決[J];廣東化工;2010年05期

9 張建川;陸民憲;;聚合物基復(fù)合材料廢棄物幾種處理方法概述[J];材料工程;2009年S2期

10 楊劍;黃鎮(zhèn)宇;胡瑩超;王智化;張彥威;周俊虎;岑可法;;硫碘制氫中本生反應(yīng)兩相分離的試驗研究[J];太陽能學(xué)報;2012年08期

相關(guān)會議論文 前1條

1 郭永奎;包金龍;祁偉;喬軍亮;祝美君;;火力發(fā)電廠化學(xué)智能加氨全自動調(diào)節(jié)裝置應(yīng)用和探討[A];全國火電大機(jī)組（300MW級）競賽第38屆年會論文集[C];2009年

相關(guān)重要報紙文章 前4條

1 記者 龍?zhí)┝肌⊥ㄓ崋T 黎衛(wèi)忠;茂名石化化學(xué)水指標(biāo)創(chuàng)最好成績[N];中國石化報;2011年

2 于光;化學(xué)水生產(chǎn)展新顏[N];中國電力報;2004年

3 韓清秀;節(jié)能降耗迎來發(fā)展新天地[N];濟(jì)寧日報;2007年

4 盧山;豐鶴電廠2號機(jī)組通過168試運[N];中國電力報;2007年

本文編號：2546329