螺旋管式直流蒸汽發(fā)生器（OTSG）大量應(yīng)用于一體化小型核反應(yīng)堆（SMR）中。其蒸發(fā)盤管臨界后傳熱及流動特性對OTSG 一二次側(cè)換熱具有重要影響。論文通過分析了臨界后彌散流膜態(tài)沸騰（DFFB）的流動傳熱特性,構(gòu)建了相應(yīng)的熱工水力數(shù)值模型。模型采用歐拉兩流體模型作為控制方程,選取RNGk-ε模型作為湍流模型。針對兩相流傳熱機(jī)理,進(jìn)行了大量的分析與調(diào)研,以此為為基礎(chǔ)進(jìn)行UDF程序編寫,將兩流體之間的質(zhì)量、動量和能量交換機(jī)理以源項(xiàng)方程的形式帶入控制方程對其進(jìn)行封閉。應(yīng)用該模型模擬M.A.STYRIKOVICH&V.S.POLONSKY的螺旋管臨界后傳熱實(shí)驗(yàn),將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式計(jì)算值進(jìn)行比對,驗(yàn)證了模型的可行性。本文通過CFD計(jì)算軟件ANSYS Fluent建立了蒸發(fā)盤管臨界后彌散流膜態(tài)沸騰數(shù)值模型,并通過自定義函數(shù)（UDF）加載了控制方程的封閉源項(xiàng),實(shí)現(xiàn)了對給定熱工工況下OTSG內(nèi)最三種不同螺旋直徑的盤管臨界后流體流動及傳熱特性進(jìn)行計(jì)算分析。在前處理過程中,完成了網(wǎng)格劃分及網(wǎng)格無關(guān)性分析。在計(jì)算結(jié)果中,觀察到了螺旋管徑向流動換熱的不均勻性及二次流的存在。而且,從通過離心力... 

【文章來源】：廈門大學(xué)福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１螺旋式ＯＴＳＧ蒸發(fā)盤管實(shí)物圖％??Ｆｉｇｕｒｅ?１?Ｐｉｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｈｅｌｉｃａｌ?ＯＴＳＧ?ｃｏｉｌ１，８１??

結(jié)構(gòu)緊湊，換熱空間的布置受到嚴(yán)格限制，功率密度高里換熱能力更強(qiáng)。??２）蒸汽發(fā)生器管外工質(zhì)可以在螺旋管束間橫向沖刷，換熱性能更３）離心力的作用使得管內(nèi)流動工質(zhì)存在旋渦流動，對邊界層產(chǎn)生擾能優(yōu)于直管。??４）直流螺旋管束具有結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，可以布置在反應(yīng)堆壓力容器和上升形通道內(nèi)，有利于緊湊式和模塊化。??５）—體化小型堆，蒸汽發(fā)生器布置在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)，從設(shè)計(jì)上管道連接發(fā)生在反應(yīng)堆壓力容器外，避免了如ＬＯＣＡ、給水管破裂裂、蒸汽發(fā)生器管道破裂等事故的發(fā)生，大幅提高反應(yīng)堆的固有６）事故情況下，緊湊式設(shè)計(jì)壓水堆的蒸汽發(fā)生器可以作為余熱排出器，一回路冷卻劑在整個反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)形成自然對流。??７）換熱面布置簡單，減少了水和蒸汽管子的中間連接，結(jié)構(gòu)緊湊，

理??式蒸汽發(fā)生器中，二次側(cè)工質(zhì)不斷吸收一次側(cè)冷卻劑的熱量，溫度經(jīng)歷從過冷液體、核態(tài)沸騰、過渡沸騰、膜態(tài)沸騰到過熱蒸汽的流２２］。在膜態(tài)沸騰之后，過熱蒸汽之前，流體會以夾帶大量液滴的水蒸稱之為彌散流。在螺旋管彌散流中，液滴會受到明顯的離心力作用，??旋管內(nèi)壁面外側(cè)。于此同時，由于二次流的作用，液滴也會在螺旋發(fā)生橫向漂移。??后傳熱工況分類??沸騰情況下，臨界點(diǎn)后的傳熱稱為臨界后傳熱。因?yàn)榱鲃臃序v的臨：偏離泡核沸騰（Ｄｅｐａｒｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｎｕｃｌｅａｔｅ?Ｂｏｉｌｉｎｇ，ＤＮＢ）工況和干涸（Ｄｒｙ．）工況。所以臨界后的情況也分為兩種工況，即ｐｏｓｔ－ＤＮＢ工況和ｐｏｓｔ［２３］。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]各國專家在福島核電事故后關(guān)于核能利用與安全防護(hù)的討論[J]. 艾略特,Hanan AlKiswany,Lizette Damons,Mike Ives,Theresa V.Ilano,Joel Adriano,Ochieng’Ogodo,Emeka Johnkingsley,Ma.Nehal Lasheen,胡德堡,戈登伯格,曼格拉.  科學(xué)文化評論. 2011(05)
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[3]200MW模塊式高溫氣冷反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器設(shè)計(jì)[J]. 周云龍,陳聽寬,陳學(xué)俊.  核科學(xué)與工程. 1992(01)

碩士論文
[1]蒸汽發(fā)生器工作過程動態(tài)仿真[D]. 郭海紅.哈爾濱工程大學(xué) 2007
[2]大盤管直流蒸汽發(fā)生器熱工分析[D]. 曹丹.清華大學(xué) 2005



本文編號：2997286