【摘要】：在AP1000系列的核電廠設(shè)計(jì)中,硼酸貯存箱用于貯存2.5%重量百分濃度的硼酸溶液。為防止?jié)馀鹚崛芤寒a(chǎn)生濃度分層現(xiàn)象,在箱體再循環(huán)管路進(jìn)口處設(shè)置一個(gè)噴射器,攪混箱內(nèi)溶液,提高濃度均勻性。本文運(yùn)用UG、Starccm、Fluent軟件建立了硼酸貯存箱及噴射器的幾何模型和數(shù)值模型,通過(guò)CFD計(jì)算,研究了影響噴射器性能高低的幾大參數(shù),如噴射器布置的高度、角度、進(jìn)口流量及自身結(jié)構(gòu)尺寸等。根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)箱體和噴射器內(nèi)部進(jìn)行比較,評(píng)價(jià)噴射器的攪混效果,并從噴射器布置和自身結(jié)構(gòu)方面提出改進(jìn)建議。分析結(jié)果表明:1)噴射器布置在箱體底部時(shí),水平方向速度最大,攪混效果較好。2)在三種布置角度中,噴射器與水平面呈+30°角時(shí),上下流動(dòng)速度最大,噴射器與水平面平行時(shí),水平速度最大。3)增加流量可以有效提高整個(gè)箱體范圍內(nèi)的上下及水平流動(dòng)速度,提升攪動(dòng)效果。4)調(diào)整噴射器的幾何尺寸能明顯增大噴射效率,噴射器的引射角度,喉口直徑,出口尺寸都對(duì)噴射效果有明顯影響,推薦使用引射角度90°,喉口直徑36mm,出口尺寸80mm,混合段長(zhǎng)度100mm的噴射器,噴射效率為原設(shè)計(jì)的1.82倍,箱體內(nèi)速度大,攪混效果好。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM623
【圖文】：

AP1000 首臺(tái)機(jī)組正在我國(guó)三門緊鑼密鼓的建造和調(diào)試，不久后將并電。對(duì)于化學(xué)容積控制系統(tǒng)中硼酸貯存箱上的噴射器的設(shè)計(jì)方案，如布置的高度最優(yōu)，布置的角度是否合適都未進(jìn)行最終驗(yàn)證。主要是由于硼酸貯存箱體型較大呈封閉式，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，很難測(cè)到箱體內(nèi)部流場(chǎng)的具體情況。且根據(jù)目前的測(cè)段，測(cè)試結(jié)果也并不十分準(zhǔn)確，因此試驗(yàn)驗(yàn)證噴射器方案合理性的難度較大。對(duì)本章節(jié)將采用數(shù)值模擬的方法對(duì)AP1000電站硼酸貯存箱上噴射器的布置方案進(jìn)證。2.1 噴射器的結(jié)構(gòu)和模型AP1000 電站的硼酸貯存箱上噴射器的結(jié)構(gòu)型式見(jiàn)圖 1，各部分的結(jié)構(gòu)名稱見(jiàn)圖 2。噴射器有一個(gè)直徑 50mm 的工作流體入口，8 個(gè)直徑 22mm 的分布均引射流體入口，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，形式簡(jiǎn)單，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，且維修方便。

圖 2AP1000 項(xiàng)目硼酸貯存箱的噴射器構(gòu)造名稱Fig.2 The structure of ejector on Boric Acid Storage Tank現(xiàn)有工程設(shè)計(jì)中，硼酸貯存箱直徑 9.144 米，高 4.572 米，箱體容積較器安裝于硼酸貯存箱側(cè)壁距底部 0.610 米處，水平面方向偏轉(zhuǎn)+10°，再循環(huán)與噴射器進(jìn)口同高度平面上 135°角位置處，通過(guò)一臺(tái)額定流量為 29.5m3/h泵將硼酸溶液再輸送噴射器，往復(fù)循環(huán)，對(duì)水箱進(jìn)行攪混，如圖 3 所示。

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