發(fā)布時(shí)間：2021-06-05 07:18

　　為了提高10MW高溫氣冷堆循環(huán)的效率，由清華大學(xué)設(shè)計(jì)建造的二期工程采用氦氣輪機(jī)閉式循環(huán)裝置代替了一期的蒸汽輪機(jī)循環(huán)。氦氣在堆芯被裂變能加熱后，直接在氦氣輪機(jī)中被轉(zhuǎn)化為機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。目前由我國(guó)研制的閉式氦氣輪機(jī)裝置是世界上唯一的實(shí)物，且氦氣輪機(jī)閉式循環(huán)裝置的設(shè)計(jì)和運(yùn)行仍處于經(jīng)驗(yàn)積累的階段，因此對(duì)氦氣輪機(jī)閉式循環(huán)裝置的仿真研究是必要的。本文以10MW高溫氣冷堆二期工程氦氣輪機(jī)閉式循環(huán)裝置作為研究對(duì)象，針對(duì)氦氣輪機(jī)閉式循環(huán)裝置中各部件——氦氣輪機(jī)、氦氣壓氣機(jī)、預(yù)冷器、間冷器、回?zé)崞�、轉(zhuǎn)子及管道等采用模塊化建模的思想建立了數(shù)學(xué)模型。其中：反應(yīng)堆堆芯模塊，采用6組緩發(fā)中子的點(diǎn)堆模型來(lái)描述堆裂變過(guò)程，且按氦氣在反應(yīng)堆中的換熱流程以及堆芯與其構(gòu)件的換熱劃分換熱子模塊；板翅式回?zé)崞髂K中回?zé)崞鹘Y(jié)構(gòu)對(duì)其特性的影響體現(xiàn)在對(duì)其換熱系數(shù)及阻力系數(shù)的影響上；氦氣壓氣機(jī)模塊采用平均截面法逐級(jí)進(jìn)行建模，考慮流道形狀對(duì)總壓損失系數(shù)的影響，最后將其計(jì)算特性逐級(jí)疊加；氦氣輪機(jī)模塊采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法和曲線擬合相結(jié)合進(jìn)行了建模；預(yù)冷器及間冷器模塊中采用定常的換熱系數(shù)和阻力系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。將上述的模型編寫成Fortran程序，... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

氦氣輪機(jī)閉式循環(huán)裝置

氦氣輪機(jī)閉式循環(huán)HTR-10GT 氦氣輪機(jī)閉式循環(huán)裝置采用氦氣為工作工質(zhì)，氦氣與空氣的特性有很區(qū)別，0.1MPa、20℃下氦氣與空氣的性質(zhì)如下表。從表 2.1 中可以看出同空氣相氣具有很大的比熱容，還具有較好的傳熱特性和較小的摩擦特性。表 2.1 氦氣與空氣物性項(xiàng)目 氦氣 空氣音速/ m/s 1007 343定壓比熱容/ J/(kg K) 5274 1010等熵指數(shù) 1.665 1.40導(dǎo)熱系數(shù)/ W(m K) 0.1466 0.0265動(dòng)力粘性系數(shù)/ kg/(m s) 1.98 10-51.82 10-5比重/ kg/m30.17850 1.29304

其工作流程如下：高壓低溫氦氣進(jìn)入反應(yīng)堆堆芯中膨脹做功。氦氣輪機(jī)、高低壓壓氣機(jī)與發(fā)電機(jī)共軸也帶動(dòng)高低壓壓氣機(jī)的運(yùn)行。氦氣輪機(jī)出口的氦氣仍熱器低壓側(cè)，以加熱回?zé)崞鞯母邏簜?cè)氦氣。流過(guò)回?zé)�，還需要進(jìn)入預(yù)冷器進(jìn)一步被冷卻，達(dá)到低壓壓氣機(jī)壓氣機(jī)。低壓壓氣機(jī)對(duì)其進(jìn)行壓縮，氦氣的壓力得到上升，在進(jìn)入高壓壓氣機(jī)被進(jìn)一步壓縮之前，需由間卻的氦氣進(jìn)入高壓壓氣機(jī)，壓力被提升至滿足要求后熱，再?gòu)幕責(zé)崞鞲邏簜?cè)出口經(jīng)由管道流入反應(yīng)堆堆芯循環(huán)裝置中的流程[21]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]氦氣輪機(jī)瞬態(tài)運(yùn)行特性仿真研究[J]. 馬云翔,李東,田兆斐.  核動(dòng)力工程. 2011(02)
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[4]高溫氣冷堆HTGR-10能量轉(zhuǎn)換單元中壓氣機(jī)氣動(dòng)性能試驗(yàn)研究[J]. 朱榮凱,張健,鄭群,鄒積國(guó).  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(02)
[5]高溫氣冷堆氦氣透平直接循環(huán)啟動(dòng)參數(shù)分析計(jì)算[J]. 解衡,趙鋼,王捷.  原子能科學(xué)技術(shù). 2008(11)
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[7]10MW高溫氣冷堆的集總參數(shù)動(dòng)態(tài)模型[J]. 李海鵬,黃曉津,張良駒.  原子能科學(xué)技術(shù). 2008(05)
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[10]用于高溫氣冷堆發(fā)電設(shè)備的閉式循環(huán)氦氣輪機(jī)裝置[J]. 王輝,王沖.  熱能動(dòng)力工程. 2005(04)

碩士論文
[1]高溫氣冷堆氣體透平循環(huán)分析及堆芯動(dòng)態(tài)仿真研究[D]. 張劍城.上海交通大學(xué) 2009
[2]氦氣與空氣平面葉柵相似性的初步研究[D]. 劉玉娥.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3211710