【摘要】：核電技術(shù)在帶來解決全世界能源危機(jī)曙光的同時(shí),也潛藏著巨大的危險(xiǎn),熱力管道損傷是導(dǎo)致核電事故的重要原因之一。核電廠停堆期間,余熱排出系統(tǒng)(RRA)中低溫水與反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)(RCP)排出的高溫水在三通管道內(nèi)發(fā)生摻混,三通管下游管壁承受周期性溫度波動(dòng),使管道承受交變的熱應(yīng)力載荷,最終引起管道熱疲勞穿裂,對(duì)三通管摻混特性的研究對(duì)核電管線的安全運(yùn)行具有重要意義。本文針對(duì)T型三通管內(nèi)冷熱摻混過程進(jìn)行的具體工作如下:(1)搭建熱工水力實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)不同進(jìn)口溫差,流量比/速度比工況下,T型三通管內(nèi)冷熱摻混過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,采用測(cè)溫?zé)犭娕加涗浫ü芙诿娴臏囟葓?chǎng)數(shù)據(jù),對(duì)溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理,得到了近壁面溫差和溫度梯度分布;(2)采用嵌入式大渦模擬方法對(duì)三通管內(nèi)冷熱摻混過程進(jìn)行仿真,進(jìn)一步研究了三通管道下游整個(gè)摻混區(qū)域的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)特征,明確了摻混隨時(shí)間的發(fā)展過程以及流量比和進(jìn)口溫差對(duì)于摻混過程的影響;(3)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法用實(shí)驗(yàn)得到的溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)訓(xùn)練出一種溫度預(yù)測(cè)模型,并用單獨(dú)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗(yàn)證,該模型能夠預(yù)測(cè)出摻混過程三通管近壁面的溫度場(chǎng),為進(jìn)一步計(jì)算管道熱應(yīng)力,評(píng)估管道壽命提供支持。
【圖文】：

圖 1.1 T 型三通管內(nèi)的冷熱摻混Kamide H 等[11]采用熱電偶和 PIV 可視化技術(shù)對(duì)三通冷熱水摻混過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究表明，三通管內(nèi)冷熱水摻混的類型可以依據(jù)主管與支管流體動(dòng)量比分為三類：壁射流射流和沖擊射流，不同類型流動(dòng)表現(xiàn)出不同的溫度波動(dòng)特征，當(dāng)動(dòng)量比相同時(shí)，溫度波無量綱功率譜密度（PSD）表現(xiàn)出相同的譜。Aizawa T 等[12]進(jìn)行了高溫高壓水混合實(shí)驗(yàn)，，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明重力對(duì)熱摻混的影響很大，對(duì)小直徑流之間的熱摻混也有影響。Kuschewski M[13]提出了一種研究 T 型結(jié)中流體-結(jié)互作用的新型實(shí)驗(yàn)裝置，利用新的近壁發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光（NWLED-IF）技術(shù)獲得湍空間和時(shí)間分辨信息。Miyoshi K[14]采用測(cè)溫?zé)犭娕紒韺?duì)三通冷熱水摻混過程的壁面溫行監(jiān)測(cè)，并利用溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算出熱應(yīng)力，研究發(fā)現(xiàn)溫度振蕩范圍主要集中在主管道內(nèi)位置，熱應(yīng)力的空間分布與壁面溫度的空間分布非常相似，并且發(fā)現(xiàn)大應(yīng)力波動(dòng)是由一集中點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)引起的，而熱點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的頻率約為 0.1 赫茲左右。Walker 等[15]對(duì)垂直等徑 T 型三通管管內(nèi)冷熱摻混現(xiàn)象進(jìn)行了試驗(yàn)研究，使用網(wǎng)狀溫度器代替熱電偶傳感器，研究表明，網(wǎng)狀溫度傳感器與熱電偶傳感器相比能夠更加詳盡地 T 型管下游不同位置的溫度場(chǎng)信息，該研究能在較寬的頻率范圍內(nèi)對(duì)冷熱摻混過程的

圖 1.2 摻混類型分類圖 1.3 T 型管中網(wǎng)狀溫度傳感器布置水堆核電站 T 型三通管橫向射流熱沖擊現(xiàn)象進(jìn)行了研學(xué)角度入手研究了主流與射流流速比選取對(duì)于 T 型三明，除了遠(yuǎn)離射流的下游區(qū)域外，T 型三通管各部分所流速比也不是越小越好，流速比較小時(shí)流動(dòng)的紊動(dòng)性越承受的壁面溫度波動(dòng)也會(huì)越劇烈，因此為降低構(gòu)件受到間。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM623

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本文編號(hào)：2611790