【摘要】：為了滿足核電系統(tǒng)的高功率密度,小型化的發(fā)展要求,直流蒸汽發(fā)生器被廣泛應(yīng)用在中、小型核電系統(tǒng)。直流蒸汽發(fā)生器的二次側(cè)經(jīng)歷復(fù)雜的汽液兩相流動與換熱過程,并且伴隨著蒸干傳熱惡化。直流蒸汽發(fā)生器穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能仿真對分析傳熱惡化現(xiàn)象具有重要意義。本文以BW公司一款直流蒸汽發(fā)生器的為原型,運(yùn)用分布參數(shù)法,考慮質(zhì)量、動量和能量守恒,建立直流蒸汽發(fā)生器的一維均相流模型。利用MATLAB自主開發(fā)仿真程序,進(jìn)行直流蒸汽發(fā)生器分區(qū)換熱性能模擬仿真。針對穩(wěn)態(tài)與動態(tài)流動與換熱性能仿真,主要研究了流動時(shí)壓降變化及一、二回路運(yùn)行參數(shù)對直流蒸汽發(fā)生器蒸干傳熱特性的影響規(guī)律,仿真程序可以計(jì)算出不同傳熱分區(qū)起始位置及區(qū)間長度。穩(wěn)態(tài)仿真結(jié)果:通過對比RELAP5和熱工水力計(jì)算結(jié)果,最大相對誤差為1.79%,誤差相對較小,驗(yàn)證模型及仿真代碼的可靠性;對比結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著負(fù)荷的降低,二次側(cè)整體壓降減小,100%負(fù)荷下降到30%負(fù)荷,壓降由0.243MPa變化為0.014MPa;隨著負(fù)荷降低,核態(tài)沸騰區(qū)域縮短,蒸干起始點(diǎn)向前移動,過熱區(qū)域變長,蒸干起始點(diǎn)壁溫飛升幅度不大。蒸干起始點(diǎn)壁溫飛升幅度由19.8℃變化到20.5℃,起始點(diǎn)由6.07m移動到1.27m處。動態(tài)仿真結(jié)果:動態(tài)仿真結(jié)果與RELAP5計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比,最大相對誤差小于1%,誤差相對較小。針對不同入口條件進(jìn)行階躍擾動分析,一次側(cè)入口焓值對整個(gè)直流發(fā)生器影響最大。一次側(cè)入口焓值僅降低4%,二次側(cè)壓降為0.179MPa,同比滿負(fù)荷工況,壓降增大0.034MPa。蒸干起始點(diǎn)壁溫飛升幅度為18.8℃,同比滿負(fù)荷工況,壁溫飛升幅度下降4.0℃;一次側(cè)入口焓值下降5%,直流蒸汽發(fā)生器出口流體達(dá)不到過熱;二次側(cè)入口焓值降低,對直流蒸汽發(fā)生器影響不是很大,但負(fù)荷降低30%時(shí),會導(dǎo)致預(yù)熱段消失,有可能造成水擊現(xiàn)象,故應(yīng)該盡量避免該情況發(fā)生。綜上所述,本文通過對直流蒸汽發(fā)生器的穩(wěn)、動態(tài)換熱性能仿真,能快速方便地分析直流蒸汽發(fā)生器的工作特性,對直流蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行有一定參考幫助。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM623
【圖文】：

圖 1.1 直管直流蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖為了保證傳熱的良好性，減少熱損失，常只有 1mm 左右。不同于傳統(tǒng)的自然循環(huán)全程處于高壓狀態(tài)，傳熱管因此成為了直流系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)[10]，傳熱管被認(rèn)為是蒸其內(nèi)部系統(tǒng)中任何一根傳熱管出現(xiàn)破裂，都電事故的發(fā)生�？紤]到存在著這些安全隱患預(yù)計(jì)的四十年使用壽命也可能不會達(dá)標(biāo)。蒸時(shí)要不斷的發(fā)展新的安全防護(hù)技術(shù)，維護(hù)核對于蒸汽發(fā)生器各個(gè)方面的研究，國內(nèi)方式，并總結(jié)出了很多的物理和數(shù)學(xué)模型。對直流蒸汽發(fā)生器的國內(nèi)外研究成果進(jìn)行綜數(shù)值模擬仿真研究；過冷沸騰、蒸干及兩相

圖 1.2 流體流型、壁面和流體溫度分布圖的反生主要是由于低溫流體接觸到了高于該流體飽和溫度的傳小氣泡，而后由于主流流體溫度較低，蒸汽又會重新的凝結(jié)成又破滅的過程會對主流流體域加熱壁面的對流傳熱產(chǎn)生很大的變大。不同于飽和核態(tài)沸騰時(shí)候的多種流型變化，過冷流動沸流。山來等[32]對兩種過冷沸騰段壓降計(jì)算模型輔助參數(shù)的計(jì)算進(jìn)用的計(jì)算程序，依據(jù) Reynolds，A.E.Bergles，Owens&Schroc型進(jìn)行了比較。并在自行設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表情況下有較高的計(jì)算精度，第一次反映出核態(tài)沸騰起始點(diǎn)以后降的特殊規(guī)律。小英等[33]采用了 RPI 模型對過冷沸騰區(qū)域壁面熱流分配進(jìn)行序中的兩流體模型。以大亞灣壓水堆核電站為例，采用該模

m2·℃/W；fR為污垢熱阻，取為 8.7阻計(jì)算公式為：ln2ca oww ind dRλd= 的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K)，所采用的 Inconel-600 合以采用經(jīng)驗(yàn)公式擬合[43]60014.262 0.01557wλ = + T器內(nèi)部是逆流流動形式，傳熱溫差采用對數(shù)平均max minmaxminlnmt ttttΔ Δ=ΔΔΔin為計(jì)算區(qū)段內(nèi)的最大溫差和最小溫差，℃。管外側(cè)流通，流道的形狀不規(guī)則，為了計(jì)算二1 所示，計(jì)算單元管內(nèi)流道面積時(shí)候忽略支撐板

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2758648