在壓水堆核電廠,波動管中由于溫差會出現(xiàn)熱分層現(xiàn)象。熱分層會對波動管產(chǎn)生不利影響,例如疲勞等,特別是對焊縫的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。對于熱分層問題,國內(nèi)外開展了廣泛的研究,研究方法通常可分成數(shù)值方法和試驗(yàn)方法。國外起步較早,取得了很多重要成果;國內(nèi)起步較晚,但國家核安全局對該問題已經(jīng)非常重視,推動了國內(nèi)熱分層問題的研究,相關(guān)研究正在逐步開展,取得了一系列進(jìn)展。本文論述了波動管熱分層產(chǎn)生機(jī)理,總結(jié)了國內(nèi)外該領(lǐng)域的研究進(jìn)展。 

【文章來源】：科技視界. 2020,(19)

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【部分圖文】：

熱分層現(xiàn)象示意圖

近年來國內(nèi)也開展了試驗(yàn)方法的研究。中國核動力研究設(shè)計院空泡物理和自然循環(huán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室于2003年對秦山二期2號堆穩(wěn)壓器波動管外壁瞬態(tài)溫度和壓力容器安注管外壁瞬態(tài)溫度進(jìn)行測量，得到溫度測試數(shù)據(jù)，這是國內(nèi)首次針對熱分層現(xiàn)象對核電廠實(shí)施溫度測量。測試數(shù)據(jù)表明在運(yùn)行過程中波動管與壓力容器安注管均存在明顯的熱分層現(xiàn)象，但測試過程中沒有記錄波動流量和穩(wěn)壓器及主管道內(nèi)冷卻劑的溫度，無法得到波動管出現(xiàn)熱分層現(xiàn)象的規(guī)律。圖4所示為升溫過程波動管某截面的溫度分布情況。2007年，中國核動力研究設(shè)計院和西安交通大學(xué)動力工程多相流國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合進(jìn)行了一項研究主管道波動接管嘴傳熱特性的試驗(yàn)。該試驗(yàn)根據(jù)相似理論，采用1:9的比例模型，分別在低溫低壓和高溫高壓條件下研究了不同運(yùn)行工況下近壁流體溫度分布以及流體和壁面的傳熱性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，支流和主流的流速比是影響結(jié)構(gòu)流體溫度分布和傳熱的決定性因素。

反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)將堆芯裂變放出的熱能帶出反應(yīng)堆并傳遞給二回路工質(zhì)以產(chǎn)生蒸汽。現(xiàn)代商用壓水堆核電廠反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)一般有二至四條并聯(lián)在反應(yīng)堆壓力容器上的封閉環(huán)路。每一條環(huán)路由一臺蒸汽發(fā)生器、一臺反應(yīng)堆冷卻劑泵及相應(yīng)的管道組成，在其中一條環(huán)路的熱管段上，通過波動管與一臺穩(wěn)壓器相連。穩(wěn)壓器的基本功能是建立并維持反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的壓力，避免冷卻劑在反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生容積沸騰。在電廠穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，穩(wěn)壓器將反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力維持在恒定壓力下；在反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)瞬態(tài)運(yùn)行時，將壓力變化限定在允許值以內(nèi)；在事故時，防止反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)超壓，維護(hù)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的完整性。此外，穩(wěn)壓器作為反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的緩沖容器，吸收反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)水容積的迅速變化。圖2 穩(wěn)壓器波動管結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]穩(wěn)壓器波動管熱分層應(yīng)力強(qiáng)度可靠性分析[J]. 唐鵬,劉志偉,喬紅威,李朋洲,孫磊.  核動力工程. 2019(S1)
[2]布置方式對波動管熱分層現(xiàn)象的影響分析[J]. 賴建永,黃偉.  核動力工程. 2011(06)



本文編號：3233577