【摘要】：自然循環(huán)由于具固有安全特性而在近代反應(yīng)堆設(shè)計(jì)當(dāng)中被廣泛應(yīng)用,但是其應(yīng)用的主要問題為兩相情況下的不穩(wěn)定性,而且在真實(shí)反應(yīng)堆當(dāng)中堆芯功率與流體熱工參數(shù)之間互相耦合會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生一定影響,所以對(duì)核熱耦合條件下的自然循環(huán)不穩(wěn)定性的研究有重要意義。本文的研究對(duì)象為模擬核熱耦合自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),通過簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)得到計(jì)算的物理模型并建立該系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,流體參數(shù)計(jì)算采用基于均相流模型的控制方程,功率計(jì)算采用考慮六組緩發(fā)中子的點(diǎn)堆中子動(dòng)力學(xué)方程,對(duì)控制方程進(jìn)行離散后采用編寫程序的方式求解方程,得到系統(tǒng)的靜態(tài)流量漂移不穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)密度波不穩(wěn)定性,分析了不同參數(shù)對(duì)于兩種不穩(wěn)定性的影響。計(jì)算結(jié)果表明,自然循環(huán)系統(tǒng)在運(yùn)行特性曲線存在負(fù)斜率區(qū)的時(shí)候在一個(gè)運(yùn)行條件下可能存在一個(gè)以上流量,如果給系統(tǒng)一個(gè)擾動(dòng)系統(tǒng)會(huì)從原來工況漂移到一個(gè)新的工況,即發(fā)生流量漂移不穩(wěn)定性,增加系統(tǒng)壓力、降低實(shí)驗(yàn)段入口過冷度、增加實(shí)驗(yàn)段入口阻力系數(shù)、降低實(shí)驗(yàn)段出口阻力系數(shù)可以降低系統(tǒng)的流量漂移不穩(wěn)定性區(qū)域。自然循環(huán)系統(tǒng)由于在實(shí)驗(yàn)段入口的流動(dòng)擾動(dòng)需要一定的傳播時(shí)間,阻力對(duì)于實(shí)驗(yàn)段入口擾動(dòng)的響應(yīng)存在時(shí)間上的遲滯,在一定工況下會(huì)發(fā)生密度波不穩(wěn)定性,此時(shí)流體在實(shí)驗(yàn)段和上升段內(nèi)的流動(dòng)時(shí)間與密度波的周期存在2倍左右的倍數(shù)關(guān)系,在本文的計(jì)算參數(shù)范圍內(nèi),增加功率會(huì)使振幅和周期增加,增加系統(tǒng)壓力會(huì)使振蕩幅度和周期減小,增加入口過冷度會(huì)使振蕩幅度和周期減小,增加上升段長(zhǎng)度會(huì)使系統(tǒng)振蕩幅度和周期增加,增加入口阻力系數(shù)會(huì)使振蕩振幅減小而周期增加,增加出口阻力系數(shù)對(duì)于振幅的影響與增加入口阻力系數(shù)的影響相反,對(duì)周期的影響相同�？紤]核熱耦合條件時(shí)密度波不穩(wěn)定性的振蕩幅度比不考慮時(shí)增大,增加燃料溫度反饋系數(shù)、冷卻劑溫度反饋系數(shù)、空泡份額反饋系數(shù)的絕對(duì)值可以降低系統(tǒng)的振蕩幅度。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TL33
【圖文】：

本研究以模擬核熱耦合自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為原型，該系統(tǒng)為閉合自然循環(huán)回路，由逡逑實(shí)驗(yàn)段，上升段，冷凝器，穩(wěn)壓器，下降段，泵，閥門，流量計(jì)，壓差計(jì)，熱電偶等設(shè)逡逑備、儀器及連接管路組成。實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)圖如圖２．１所示：逡逑Ｔ％邋Ｉ邋：：ｓ：逡逑ｙｙ邐ｃ：球閥逡逑Ｄ：冷凝器逡逑Ｐ邐｜邋ｇ邐Ｅ：下降段（粗管）逡逑＾邐Ｆ：下降段（細(xì)管）逡逑Ｇ：電磁流量計(jì)逡逑＊邐Ｈ：質(zhì)量流量計(jì)逡逑Ｉ：球閥逡逑，邐Ｊ：離心、栗逡逑＾邐Ｋ：止剛逡逑ｉ？邐ｌ：壓差計(jì)逡逑嚴(yán)邐Ｍ：穩(wěn)壓器逡逑圖２．１實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖逡逑１１逡逑

邐（２－６９）逡逑（５）穩(wěn)態(tài)方程求解算法逡逑穩(wěn)態(tài)方程求解算法流程圖如圖２．２所示，下面對(duì)計(jì)算過程進(jìn)行詳細(xì)的介紹：逡逑首先輸入結(jié)構(gòu)參數(shù)、入口條件、邊界條件、系統(tǒng)壓力等己知條件，設(shè)第一個(gè)節(jié)點(diǎn)的逡逑溫度、壓力、焓值為實(shí)驗(yàn)段入口的溫度、壓力、焓值。然后假定一個(gè)實(shí)驗(yàn)段入口速度，逡逑再假定一個(gè)下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的密度值，根據(jù)己知參數(shù)和假定的參數(shù)，由離散的質(zhì)量方程計(jì)算逡逑出下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的速度值，再根據(jù)離散的動(dòng)量方程計(jì)算得到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的壓力值，進(jìn)而根逡逑據(jù)離散的能量方程計(jì)算得到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的焓值。逡逑根據(jù)計(jì)算得到的新的下一節(jié)點(diǎn)段的壓力和焓值，由狀態(tài)方程得到一個(gè)新的密度值，逡逑將此密度值與假設(shè)密度值相比較，看二者是否相等，如果不相等，則以新的密度值為假逡逑設(shè)值繼續(xù)上述過程直至收斂。如果相等，則對(duì)下一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行上述過程，不斷循環(huán)，直逡逑至最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)

一個(gè)以上的運(yùn)行工況而有些運(yùn)行工況是不穩(wěn)定的，受到一定擾動(dòng)后不能回到原來的運(yùn)行逡逑工況而到達(dá)一個(gè)新的工況繼續(xù)運(yùn)行，即發(fā)生流量漂移現(xiàn)象。逡逑如圖３．１所示，當(dāng)加熱功率為２０ｋＷ時(shí)系統(tǒng)的阻力和驅(qū)動(dòng)力隨流量的變化曲線只有逡逑一個(gè)交點(diǎn)，系統(tǒng)處于單相狀態(tài)是穩(wěn)定的，這時(shí)如果給系統(tǒng)一個(gè)阻力減小的擾動(dòng)，由于系逡逑統(tǒng)的阻力小于驅(qū)動(dòng)力，流量會(huì)在較大的驅(qū)動(dòng)力作用下增加，直至系統(tǒng)阻力再次等于驅(qū)動(dòng)逡逑力，系統(tǒng)回到原來運(yùn)行工況，動(dòng)態(tài)過程如圖３．２所示。逡逑Ｆ＾ｒ逡逑４００００、逡逑３００００邋－逡逑］0000邋－！逡逑0NB邐、邐逡逑０．００邐０．０５邐０．１０邐０．１５邐０．２０邐０．２５邐０．３０逡逑圖３．１邋０＝２ＯｋＷ時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行特性曲線逡逑３１逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳磊;閻昌琪;王建軍;;中壓受熱通道密度波不穩(wěn)定性研究[J];動(dòng)力工程學(xué)報(bào);2013年09期

2 周鈴嵐;張虹;臧希年;劉余;;耦合核反饋并聯(lián)通道異相振蕩研究[J];核動(dòng)力工程;2011年06期

3 王建軍;楊星團(tuán);姜?jiǎng)僖?;低干度自然循環(huán)兩相流動(dòng)系統(tǒng)的靜態(tài)分岔特性[J];原子能科學(xué)技術(shù);2007年02期

4 劉曉晶;匡波;陳宏;徐濟(jì)捚;王濤;孫德祥;蔣序倫;;兩相自然循環(huán)非線性特征及實(shí)驗(yàn)研究[J];核動(dòng)力工程;2006年S1期

5 楊星團(tuán);姜?jiǎng)僖?張佑杰;;低干度自然循環(huán)流量漂移的特征曲線圖譜分析[J];核動(dòng)力工程;2006年S1期

6 匡波,陳宏,胡志華,徐濟(jì)捚;兩相自然循環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)流量漂移及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2005年06期

7 匡波,陳宏,胡志華,陸柳柳,徐濟(jì)捚;兩相自然循環(huán)流量漂移的分岔研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2005年01期

8 楊瑞昌,唐虹,王彥武;自然循環(huán)過冷沸騰流動(dòng)不穩(wěn)定性的研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2004年03期

9 姜?jiǎng)僖?張佑杰,吳莘馨;自然循環(huán)靜態(tài)流動(dòng)不穩(wěn)定研究[J];核動(dòng)力工程;2000年03期

10 吳小航,陳軍,孫奇,趙華;核釋熱瞬態(tài)特性模擬初探[J];核動(dòng)力工程;2000年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 朱倩;陳文振;黎浩峰;羅磊;;點(diǎn)堆中子動(dòng)力學(xué)方程的幾種解法比較[A];第十二屆反應(yīng)堆數(shù)值計(jì)算與粒子輸運(yùn)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

本文編號(hào)：2768225