【摘要】：文丘里水洗器是核電廠安全殼過濾排放系統(tǒng)的核心設(shè)備,能夠在安全殼發(fā)生超壓事故時,對放射性裂變產(chǎn)物如氣溶膠、碘和甲基碘進行過濾去除,有效防止放射性裂變產(chǎn)物外泄至大氣環(huán)境中以緩解事故后果。其中,放射性裂變產(chǎn)物的過濾去除與洗滌液在文丘里水洗器內(nèi)部的流動息息相關(guān),因此對文丘里水洗器內(nèi)部流動特性進行研究具有十分重要的意義。本文通過數(shù)值模擬的手段,分別探究系統(tǒng)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對文丘里水洗器內(nèi)部流動特性的影響規(guī)律。本課題以整體式文丘里水洗器和分體式文丘里水洗器為研究對象,利用ANSYS ICEM軟件完成幾何模型的創(chuàng)建和網(wǎng)格劃分生成,在計算流體力學(xué)軟件FLUENT中對文丘里水洗器的流動特性進行數(shù)值模擬,對網(wǎng)格的無關(guān)性和可靠性進行驗證,并確定數(shù)值計算所需要的兩相流模型和湍流模型。結(jié)構(gòu)參數(shù)方面,分體式文丘里水洗器的擴張段張角在3°到6°之間可以得到較理想的液相引射量;分體式水洗器中混合段的存在會導(dǎo)致引射量下降,其長度越大,液相引射量越低;分體式文丘里水洗器的面積比對水洗器的引射量影響很大,在面積比較小時,液相引射量隨著面積比的增大迅速升高,在面積比較大時,引射量隨著面積比的增大出現(xiàn)下降趨勢。整體式文丘里水洗器在定壓條件下,喉部引射管高度越高,引射量越大;在引射管數(shù)量相同的條件下,將其在空間上分多排布置可促進引射量的提高。系統(tǒng)參數(shù)方面,水洗器的入口空氣流量對兩種類型的文丘里水洗器影響存在差異:在整體式水洗器中,第1排引射管在洗滌液液位較低時的液相引射量先下降后增長,其他四排引射管的液相引射量均隨著的水洗器入口空氣流量的變化線性升高,在分體式水洗器中,洗滌液的液位較低時,引射量隨著空氣流量線性增長,在液位較高時,引射量隨著空氣流量的增大一直減小最終平緩增加。在分體式在整體式文丘里水洗器中,系統(tǒng)壓力對兩種文丘里水洗器的引射量影響時相同的,升高系統(tǒng)壓力可以促進引射量增加;洗滌液的液位高度對引射量的影響存在分區(qū)效應(yīng),當(dāng)水洗器入口的空氣質(zhì)量流量較低時,液位高度對引射量影響較大,且高于流量較高時的引射量,當(dāng)空氣流量較大時,液位高度對引射量的影響減小,隨著空氣流量的進一步提高,液位高度對引射量的影響可以忽略。在探究水洗器的進出口壓降時,發(fā)現(xiàn)文丘里水洗器的擴張段張角度數(shù)越大、混合段越長、面積比越小,水洗器的進出口總壓降越低。
【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】：2017
【分類號】：TM623
【圖文】：

圖 1.1 安全殼過濾排放系統(tǒng)示意圖 中，當(dāng)反應(yīng)堆壓力容器被堆芯高溫熔融物燒穿熔化，發(fā)生超壓事放性的碘、氣溶膠等事故產(chǎn)物經(jīng)過濾排放系統(tǒng)吸收去除，放射性下時經(jīng)煙囪排放至大氣。；2.手動隔離閥；3.爆破膜；4.上游限流孔板；5.流量分配系統(tǒng)；6.文丘里水洗器；7.汽屬纖維過濾器；9.下游限流孔板圖 1.2 多管文丘里過濾系統(tǒng)

；2.文丘里水洗器；3.金屬纖維過濾器；4.限流孔板；5.分子篩過濾圖 1.3 法國核電廠聯(lián)合過濾排放系統(tǒng)國的 FCVS 內(nèi)部核心設(shè)備均為文丘里水洗器，這主等放射性裂變產(chǎn)物有著很高的過濾效率，工作原理計標(biāo)準(zhǔn)，完全不依賴外部驅(qū)動力[14]，且價格低廉，結(jié)三代核電站最為突出的一大優(yōu)勢就是非能動安全性發(fā)揮著重要作用，因此深入探究其內(nèi)部流動特性和器的工作原理在工程上應(yīng)用廣泛，類型較多。按照洗滌液流動的兩種。由于自吸式文丘里水洗器的工作原理滿足非力即可對放射性裂變產(chǎn)物進行過濾去除，因此本文值模擬研究。

（a）整體式 （b）分體式圖 1.4 自吸式文丘里水洗器結(jié)構(gòu)示意圖的主要特點是各部分結(jié)構(gòu)連成一體，吸液口在水洗器喉部位置，液相通直，其中，液相通道為貫穿喉部管壁的金屬引射管，引射管出口位置在向可自由調(diào)節(jié)。文丘里水洗器主要由圓臺型噴嘴和噴嘴上方的套管構(gòu)成，其中噴嘴套管部和擴張段三部分，噴嘴和外套管同軸布置，兩者之間形成的環(huán)形空腔里水洗器的通道。入水洗器后，氣體在收縮段內(nèi)膨脹，速度升高，并在喉部流速達到最大內(nèi)部形成低壓區(qū)。洗滌液在水洗器內(nèi)外壓差的作用下，經(jīng)吸液口被引射直接與高速氣流接觸，由于氣液兩相之間存在拖拽、剪切作用，液相被滴分布在擴張段內(nèi)以及擴張段出口附近，氣流中帶有放射性的氣溶膠、液滴捕捉去除。

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本文編號：2774584