【摘要】：螺旋管式直流蒸汽發(fā)生器(Helical Coil tube type once-through Steam Generator,HCSG)因其特殊的幾何結(jié)構(gòu)使得工質(zhì)在管內(nèi)流動過程中受離心力作用產(chǎn)生二次環(huán)流而強化換熱,此外,它還具有結(jié)構(gòu)緊湊、可容忍熱膨脹等優(yōu)點,因此很多反應堆裝置選擇了HCSG,尤其是在一體化布置的壓水堆中。為了準確分析壓水堆中HCSG的運行特性,本文選擇了四方程漂移流模型作為兩相流的計算模型,將二次側(cè)傳熱區(qū)域劃分為單相液、兩相和過熱蒸汽區(qū)段,并考慮了欠熱沸騰和缺液區(qū)的傳熱,選取了適用于描述壓水堆HCSG的傳熱和壓降關(guān)系式,采用了固定邊界的建模方法,以交錯網(wǎng)格、全隱式、二階迎風格式對基本方程組進行離散。對于單相區(qū),將離散后的非線性方程組轉(zhuǎn)化為關(guān)于密度的非線性方程,采用弦截法進行求解,對于兩相區(qū)轉(zhuǎn)化為關(guān)于壓力、空泡份額和焓的非線性方程組,采用擬牛頓法進行求解。本文利用C#編寫了HCSG的動態(tài)仿真程序(Thermal Hydraulic performance analysis code of helical coil Once-Through Steam Generator,TH-OTSG)。以國際革新與安全反應堆(International Reactor Innovative and Secure,IRIS)的HCSG為參考對象進行穩(wěn)態(tài)和動態(tài)的仿真實驗。將滿功率計算值與設(shè)計值和文獻參考值進行對比,結(jié)果符合良好;其余穩(wěn)態(tài)工況考慮IRIS冷卻劑平均溫度和蒸汽壓力均恒定的控制方案,給出了從100%FP到20%FP、以20%FP為間隔的不同負荷下溫度等熱工參數(shù)的分布特性。動態(tài)仿真以HCSG二次側(cè)給水流量、一次側(cè)冷卻劑入口流量、二次側(cè)給水焓、一次側(cè)冷卻劑入口焓、二次側(cè)出口蒸汽壓力分別作為單一擾動量進行±10%階躍響應特性分析,動態(tài)變化過程符合熱工水力學及其定性機理分析結(jié)果,并且與RELAP5程序所得結(jié)果符合良好。仿真結(jié)果表明了TH-OTSG可以合理仿真壓水堆HCSG的熱工水力特性,并能夠作為控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。
【圖文】：

第 2 章 螺旋管式直流蒸汽發(fā)生器數(shù)學物理模型1 概述為了準確分析計算中小型一體化壓水堆 HCSG 的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性，本章建立了針對SG 的動態(tài)仿真模型，包括了熱工水力計算的基本模型、相關(guān)傳熱和水力學模型以及間結(jié)構(gòu)關(guān)系式等輔助計算模型。2 HCSG 結(jié)構(gòu)和工作原理一體化反應堆的設(shè)計是將蒸汽發(fā)生器、主泵、穩(wěn)壓器等反應堆冷卻劑系統(tǒng)主要部件包含在壓力容器內(nèi)，由于取消了一回路管道，因此避免了發(fā)生大破口失水事故的可能。HCSG 在中小型一體化壓水堆設(shè)計中一般有兩種布置方式：一種是螺旋管直接纏繞在堆芯上升段外圍，以堆芯圍板作為支撐內(nèi)圓柱，填裝在上段和壓力容器內(nèi)部之間的環(huán)形空間內(nèi)，這種布置方式多應用于功率較小的自然循環(huán)一化反應堆設(shè)計中，例如美國的 MASLWR[33]（圖 2.1 所示），韓國的 REX-10[18]。

第 2 章 螺旋管式直流蒸汽發(fā)生器數(shù)學物理模型1 概述為了準確分析計算中小型一體化壓水堆 HCSG 的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性，本章建立了針對SG 的動態(tài)仿真模型，包括了熱工水力計算的基本模型、相關(guān)傳熱和水力學模型以及間結(jié)構(gòu)關(guān)系式等輔助計算模型。2 HCSG 結(jié)構(gòu)和工作原理一體化反應堆的設(shè)計是將蒸汽發(fā)生器、主泵、穩(wěn)壓器等反應堆冷卻劑系統(tǒng)主要部件包含在壓力容器內(nèi)，由于取消了一回路管道，因此避免了發(fā)生大破口失水事故的可能。HCSG 在中小型一體化壓水堆設(shè)計中一般有兩種布置方式：一種是螺旋管直接纏繞在堆芯上升段外圍，以堆芯圍板作為支撐內(nèi)圓柱，填裝在上段和壓力容器內(nèi)部之間的環(huán)形空間內(nèi)，，這種布置方式多應用于功率較小的自然循環(huán)一化反應堆設(shè)計中，例如美國的 MASLWR[33]（圖 2.1 所示），韓國的 REX-10[18]。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TL353.13

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 付

本文編號：2605981