本文關(guān)鍵詞：蒸汽與過冷水直接接觸冷凝特性研究

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【摘要】：水和蒸汽的直接接觸冷凝是指高溫蒸汽與過冷水直接接觸時發(fā)生的冷凝現(xiàn)象。在AP1000核電站的ADS自動降壓系統(tǒng)中,堆芯內(nèi)的高溫高壓蒸汽通過此種方式排出至換料水箱冷凝,從而使得一回路迅速卸壓。而直接接觸冷凝的過程變化對卸壓速度有重大影響。因此,深入了解直接接觸冷凝機理,對于保證反應(yīng)堆安全具有重要意義。本文基于cf×14.0軟件,選用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε湍流模型、相變模型,對低質(zhì)量流量蒸汽通過噴嘴或多噴孔直接噴入過冷水中的冷凝現(xiàn)象進行了數(shù)值模擬,并通過與相應(yīng)的實驗結(jié)果進行對比,證明此次模擬所選用數(shù)值計算模型的合理性,進而對數(shù)值計算結(jié)果進行了分析。結(jié)果表明：(1)蒸汽通過噴嘴噴放冷凝和通過噴孔噴放冷凝選用的傳熱模型并不相同,總能模型(Total Energy Model)適用于前者,熱能模型(Thermal Energy Model)適用于后者；(2)噴嘴的數(shù)目對噴嘴附近過冷水的流場影響很大。在單噴嘴中,噴出蒸汽的上方幾乎沒有過冷水流向蒸汽,但是在雙噴嘴工況下,噴出蒸汽上方有大量的過冷水流向高溫蒸汽；(3)高溫蒸汽通過噴孔噴入過冷水中,蒸汽羽流區(qū)域的噴射長度存在伸縮現(xiàn)象,并且在過冷水溫度為50℃時其相對伸縮強度最弱。此外,當(dāng)過冷水溫度較高時,蒸汽從不同噴孔噴出距離不同,中間兩排噴放的距離最遠,上下兩排最近；當(dāng)過冷水溫度較低時,上述現(xiàn)象不太明顯。(4)蒸汽通過噴嘴與通過噴孔噴入過冷水中相比,其所形成蒸汽羽流區(qū)的流場相差很大,前者噴出后先收縮再發(fā)散,后者直接發(fā)散；(5)蒸汽通過噴嘴噴放的初始階段,距噴嘴距離越近,流域內(nèi)壓力波動周期越小,在雙噴嘴蒸汽噴放冷凝的過程中,則對應(yīng)周期幾乎不隨距噴嘴距離變化而變化。而在蒸汽通過多噴孔噴放過程中,過冷水溫度比較低的時候,距離噴嘴距離越近,流域內(nèi)壓力波動的周期越大,當(dāng)過冷水溫度比較高的時候,對應(yīng)周期隨距離變化不明顯。
【關(guān)鍵詞】：直接接觸冷凝 數(shù)值模擬 相變 壓力波動 流場形態(tài)
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM623.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 主要符號對照表10-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 課題背景及研究目和意義12-13
• 1.2 直接接觸冷凝研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.3 小結(jié)20-21
• 1.4 課題研究內(nèi)容和關(guān)鍵問題21
• 1.4.1 研究的內(nèi)容21
• 1.4.2 關(guān)鍵問題21
• 1.5 創(chuàng)新點及預(yù)期結(jié)果21-22
• 第2章 數(shù)值計算理論與方法22-28
• 2.1 連續(xù)性方程22-23
• 2.2 動量守恒方程23
• 2.3 能量方程23-24
• 2.4 相變模型24-25
• 2.5 標(biāo)準(zhǔn)K-E模型25-26
• 2.6 ANSYS軟件介紹26-27
• 2.7 本章小結(jié)27-28
• 第3章 單噴嘴和雙噴嘴蒸汽噴放數(shù)值計算28-44
• 3.1 幾何模型28-29
• 3.2 網(wǎng)格文件29-30
• 3.3 邊界條件設(shè)定30
• 3.4 模型評價30-32
• 3.5 結(jié)果分析32-42
• 3.5.1 測點壓力隨時間的波動32-36
• 3.5.2 壓力隨不同空間位置波動36-40
• 3.5.3 噴嘴附近過冷水流場分布40-42
• 3.6 小結(jié)42-44
• 第4章 多噴孔蒸汽噴放數(shù)值計算44-58
• 4.1 幾何模型44
• 4.2 邊界條件的設(shè)定及傳熱模型的選用44-45
• 4.3 網(wǎng)格敏感度分析及實驗驗證45-47
• 4.4 結(jié)果分析47-57
• 4.4.1 噴射蒸汽的伸縮47-54
• 4.4.2 流域內(nèi)測點壓力波動54-56
• 4.4.3 多噴孔噴放蒸汽的流場分布56-57
• 4.5 小結(jié)57-58
• 第5章 結(jié)論與展望58-60
• 5.1 結(jié)論58
• 5.2 展望58-60
• 參考文獻60-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果64-65
• 致謝65

【參考文獻】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 曹瓊;核反應(yīng)堆堆芯上腔室冷卻劑三維溫度振蕩現(xiàn)象研究[D];華北電力大學(xué);2012年

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本文編號：713460