為保證核電站的安全性,采用反應(yīng)堆壓力容器外部冷卻（ERVC）方案實現(xiàn)嚴(yán)重事故下堆內(nèi)熔融物滯留（IVR）的策略是目前最重要的非能動嚴(yán)重事故緩解措施。雖然已經(jīng)開展了以工程驗證為目的的針對不同類型機組的IVR-ERVC系統(tǒng)工程驗證性試驗,但是對于IVR-ERVC中沸騰現(xiàn)象及臨界熱流密度（CHF）機理的研究還很有限。由于反應(yīng)堆下封頭熔融物分布和傳熱特性不確定度較大,工程驗證試驗結(jié)果難以用于嚴(yán)重事故的準(zhǔn)確分析和系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。因此,本文采用矩形流道內(nèi)低流量流動沸騰來模擬IVR-ERVC系統(tǒng)窄縫通道內(nèi)的自然對流沸騰,通過改變流道傾角和入口質(zhì)量含氣率對IVR-ERVC系統(tǒng)中的沸騰傳熱特點和CHF機理進行深入研究。首先,基于嚴(yán)重事故下反應(yīng)堆壓力容器下封頭外部窄縫通道內(nèi),上游的兩相流狀態(tài)隨著傾角位置的變化而變化,會對下游的沸騰傳熱和CHF造成影響的特點,本文對不同質(zhì)量流速和質(zhì)量含氣率工況對應(yīng)的不同傾角矩形流道中兩相流分布及平均空泡份額進行實驗和理論研究,并結(jié)合CFD數(shù)值模擬對兩相流的傾角效應(yīng)進行了分析。實驗結(jié)果表明,彈狀流和攪拌流下,平均空泡份額隨著傾角增大,呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢�？紤]傾角效應(yīng)后對漂移... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：150 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號與標(biāo)記
第一章 緒論
    1.1 背景和意義
    1.2 IVR-ERVC中的沸騰傳熱特點
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 ERVC可靠性實驗研究
        1.3.2 傾斜管道中的流型和空泡份額研究
        1.3.3 飽和流動沸騰傳熱特性研究
        1.3.4 流動沸騰臨界熱流密度實驗研究
        1.3.5 流動沸騰CHF機理模型研究
        1.3.6 流動沸騰CHF模型評價
    1.4 研究目的和主要研究內(nèi)容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
第二章 實驗裝置和實驗方案
    2.1 實驗回路
    2.2 實驗段
    2.3 測量系統(tǒng)
    2.4 實驗工況
    2.5 實驗方法
    2.6 實驗數(shù)據(jù)處理
    2.7 不確定度分析
    2.8 本章小結(jié)
第三章 傾斜矩形通道中的兩相流特性研究
    3.1 可視化流型識別
    3.2 流型圖理論與實驗結(jié)果對比
    3.3 不同流型下的探針信號響應(yīng)
    3.4 空泡份額實驗結(jié)果
        3.4.1 傾斜流道中空泡份額分布特性
        3.4.2 傾斜流道中平均空泡份額
    3.5 空泡份額實驗結(jié)果與現(xiàn)有模型對比
    3.6 空泡份額的漂移流模型改進
        3.6.1 傾角對分布參數(shù)的影響
        3.6.2 傾角對漂移速度的影響
        3.6.3 新模型與實驗數(shù)據(jù)的對比
    3.7 本章小結(jié)
第四章 傾斜矩形通道中的兩相流數(shù)值模擬
    4.1 模型和求解
        4.1.1 幾何模型
        4.1.2 兩相流模型
        4.1.3 界面間作用力模型
        4.1.4 湍流模型
        4.1.5 邊界條件與求解
        4.1.6 網(wǎng)格敏感性分析
        4.1.7 氣相粒徑的敏感性分析
    4.2 傾角對空泡份額分布的影響
    4.3 傾角對氣相速度的影響
    4.4 傾角對平均空泡份額的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 傾斜矩形通道中的傳熱和CHF實驗結(jié)果分析
    5.1 流動沸騰傳熱研究
        5.1.1 不同傾角下的流動沸騰曲線
        5.1.2 沸騰傳熱系數(shù)
        5.1.3 沸騰傳熱關(guān)系式對比
    5.2 臨界熱流密度
        5.2.1 傾角對臨界熱流密度的影響
        5.2.2 質(zhì)量含氣率對臨界熱流密度的影響
        5.2.3 質(zhì)量流速對臨界熱流密度的影響
        5.2.4 臨界熱流密度的重力效應(yīng)分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 臨界熱流密度模型的開發(fā)
    6.1 模型建立
        6.1.1 模型假設(shè)
        6.1.2 微液層內(nèi)兩相流動不穩(wěn)定性分析
        6.1.3 CHF的觸發(fā)機理
        6.1.4 兩相邊界層的分離流理論
        6.1.5 傾斜管道中兩相流液膜厚度分析
    6.2 CHF預(yù)測結(jié)果與實驗結(jié)果對比
        6.2.1 傾角的影響
        6.2.2 質(zhì)量含氣率的影響
        6.2.3 質(zhì)量流速的影響
        6.2.4 新模型與實驗結(jié)果的對比
    6.3 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)和展望
    7.1 本文主要結(jié)論
    7.2 論文創(chuàng)新點
    7.3 未來工作展望
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3053838