發(fā)布時(shí)間：2020-05-23 15:50

【摘要】：在壓水堆核電站長(zhǎng)期運(yùn)行中,由一回路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料腐蝕所釋放的顆粒性腐蝕產(chǎn)物會(huì)在系統(tǒng)設(shè)備及管道內(nèi)發(fā)生沉積。此類腐蝕產(chǎn)物的沉積現(xiàn)象主要發(fā)生在蒸汽發(fā)生器一次側(cè),其沉積表面不僅會(huì)增加對(duì)離子態(tài)的Co-60的吸附,而且還有可能降低蒸汽發(fā)生器的傳熱效率、增加冷卻劑的流動(dòng)阻力和傳熱管發(fā)生局部應(yīng)力腐蝕的風(fēng)險(xiǎn),這些因素都將對(duì)蒸汽發(fā)生器的正常運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。因此,詳細(xì)研究一回路顆粒性腐蝕產(chǎn)物在傳熱管內(nèi)的沉積機(jī)理具有重要意義。 本論文采用實(shí)驗(yàn)測(cè)量、理論研究以及與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對(duì)顆粒性腐蝕產(chǎn)物四氧化三鐵在傳熱管內(nèi)的沉積機(jī)理及沉積分布展開(kāi)研究,分析不同粒徑,pH值和彎管半徑對(duì)顆粒沉積的影響,包括： 第一,實(shí)驗(yàn)循環(huán)回路使用0.1mol/L LiOH溶液調(diào)節(jié)pH值,在傳熱管編號(hào)、顆粒粒徑相同的條件下,循環(huán)水pH=8.2左右時(shí)顆粒更容易沉積；在編號(hào)不同、pH相近的條件下,粒徑為5μm的四氧化三鐵顆粒更容易沉積。 第二,對(duì)于任意編號(hào)的傳熱管而言,分段7都是最大沉積量所在位置,對(duì)應(yīng)偏轉(zhuǎn)角θ=101°～1360°若忽略較為次要的作用力,一回路顆粒性腐蝕產(chǎn)物在該偏轉(zhuǎn)角所對(duì)應(yīng)的傳熱管分段內(nèi)沉積量最大。 第三,通過(guò)對(duì)不同編號(hào)傳熱管分段沉積量的趨勢(shì)比較,發(fā)現(xiàn)上升段4-6分段的沉積量較小,下降段7-9分段沉積量較多,從顆粒碰撞沉積過(guò)程中的能量衰減角度來(lái)看,這一規(guī)律具有普遍性。 第四,從顆粒碰撞沉積過(guò)程中的能量衰減規(guī)律出發(fā),提出了新的預(yù)測(cè)顆粒沉積的物理模型。基于FLUENT軟件的用戶自定義函數(shù)(UDF)功能,對(duì)顆粒碰撞沉積的物理模型方程進(jìn)行離散并完成相應(yīng)的程序編寫(xiě)。 第五,數(shù)值模擬中采用不同的湍流模型和壁面函數(shù),比較分析了各模型的適用性情況�？紤]到計(jì)算效率和計(jì)算精度,RNGk-ε模型最為合適。通過(guò)對(duì)入口為充分發(fā)展的傳熱管內(nèi)壓力場(chǎng)及速度場(chǎng)的研究分析得到：1)在傳熱管偏轉(zhuǎn)角022.5°且Z/D-3.5區(qū)間內(nèi)和偏轉(zhuǎn)角θ157.5°且Z/D3.5區(qū)間中,壓力系數(shù)沿管軸線方向上存在非線性關(guān)系；2)在0=-22.5°～157.5°時(shí),壓降損失△P與偏轉(zhuǎn)角θ呈線性關(guān)系。
【圖文】：

圖2-2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)物圖實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置如上圖2-1，2所示，除實(shí)驗(yàn)段外主管道均采用外徑為76mm，內(nèi)徑70mm的304不銹鋼管；實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要有水箱、緩沖段、水栗、鬧閥、傳熱管實(shí)驗(yàn)段、測(cè)量?jī)x表和輔助設(shè)備組成；實(shí)驗(yàn)循環(huán)水為高純度去離子水和特定粒徑的四氧化三鐵顆粒；實(shí)驗(yàn)壓力為常壓；溫度為室溫。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的儀器使用和變量控制情況有如下4點(diǎn)：1)具有攪渾裝置的水箱使顆粒性腐燭產(chǎn)物的替代物四氧化三鐵均勻分布，水箱材質(zhì)為有機(jī)玻璃，四周加裝攪混板，分四層。在水箱內(nèi)側(cè)貼壁處安裝不銹鋼直尺，便于實(shí)現(xiàn)水位觀測(cè)。2)簡(jiǎn)化的蒸汽發(fā)生器倒U型傳熱管5根，外徑為19.05cm，壁厚為1.09mm。試驗(yàn)段傳熱管材質(zhì)為Inconel-690合金，實(shí)現(xiàn)易拆卸的功能。傳熱管試驗(yàn)管段均在制作加工時(shí)已經(jīng)沿管軸線方向上向上分為12段，，用密封膜，密封膠及卡套緊固件壓緊，方便實(shí)驗(yàn)管段的拆卸和測(cè)量。3)測(cè)量?jī)x器及相關(guān)化學(xué)品，見(jiàn)下圖2-3。通過(guò)在實(shí)驗(yàn)回路中加0. Imol/LLiOH溶液來(lái)控制調(diào)節(jié)pH值，循環(huán)水體積為0. 25m3。通過(guò)理論計(jì)算預(yù)期pH值，便可確

方便實(shí)驗(yàn)管段的拆卸和測(cè)量。3)測(cè)量?jī)x器及相關(guān)化學(xué)品，見(jiàn)下圖2-3。通過(guò)在實(shí)驗(yàn)回路中加0. Imol/LLiOH溶液來(lái)控制調(diào)節(jié)pH值，循環(huán)水體積為0. 25m3。通過(guò)理論計(jì)算預(yù)期pH值，便可確定HT和Oir電離平衡的濃度，從而獲得LiOH體積。在實(shí)際進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)在上述LiOH體積的基礎(chǔ)上減少5ml，在此基礎(chǔ)上人工微調(diào)，以期獲得更準(zhǔn)確的pH值。試驗(yàn)段的沉積量用電子天平測(cè)得，其檢定分度值為0. OOlg (實(shí)際分度值為0. OOOlg)。7
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TL353

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2677588