自然循環(huán)下小型堆燃料組件臨界熱流密度數(shù)值分析
發(fā)布時間:2021-08-07 03:56
臨界熱流密度(CHF:Critical Heat Flux)是指因加熱表面偏離泡核沸騰或產(chǎn)生干涸,導(dǎo)致?lián)Q熱面發(fā)生傳熱惡化,引起傳熱表面溫度突升的現(xiàn)象,是一項重要的熱工水力參數(shù)。對于一般情況下的CHF研究,通常集中在高壓高流量條件下。而隨著小型模塊化堆(SMR)研究熱度的提升,低壓低流量自然循環(huán)條件下的CHF研究備受關(guān)注。本文針對鈾氫鋯型研究堆(TIRGA:Training,Research,Isotopes,General Atomics)實驗,對小型堆自然循環(huán)條件下的CHF進(jìn)行了數(shù)值分析。分別利用RELAP5/MOD3.3和TRACE熱工水力程序?qū)伟羰、三棒束以及四棒束測試段實驗臺架進(jìn)行建模分析,工況范圍參照實驗工況條件,為:質(zhì)量流量為0-400kg/m2s、入口壓力為100-290kPa、過冷度為10-90K的自然循環(huán)條件。在TRIGA反應(yīng)堆模擬臺架實驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上對程序中的CHF預(yù)測值進(jìn)行對比分析。主要結(jié)果為:(1)分別分析了兩程序中CHF預(yù)測值隨質(zhì)量流量、壓力、過冷度的變化趨勢。(2)分析了兩程序的CHF預(yù)測值與實驗值的誤差范圍。RELAP5程序計算誤差總...
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
先進(jìn)小型壓水堆壓力容器剖面圖
圖 1-2 1934 年 Nukiyama 首次公開的―沸騰曲線‖展,人們逐漸意識到了臨界熱流密度的影響,當(dāng)超熱惡化。由于核能有著恒定的熱通量能量來源,以此隨著核能計劃的增加,沸騰速率限制的研究被重現(xiàn)開始,沸騰極限很快就被發(fā)現(xiàn)其高度依賴于系統(tǒng)材料等),盡管還不知道影響原因。隨著經(jīng)驗的增或關(guān)系式能夠準(zhǔn)確預(yù)測每個新系統(tǒng)在不同幾何形狀于沸騰限制的嚴(yán)重影響,大量的資金被用于實驗研礎(chǔ)科學(xué)研究還是核反應(yīng)堆等工業(yè)設(shè)施的設(shè)計和運萬計的公開數(shù)據(jù)點。因此,研究沸騰換熱問題,必有關(guān)流動沸騰 CHF 的研究主要表現(xiàn)在以下幾個方面法
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文1.4 本文研究內(nèi)容隨著小型堆等傳熱系統(tǒng)的發(fā)展,自然循環(huán)條件下 CHF 研究越來越受到重視。但相對于高壓高流量條件,低壓低流量條件下的可用 CHF 實驗數(shù)據(jù)庫及預(yù)測模型相對較少,且許多低流量條件下的 CHF 經(jīng)驗公式都是由高流量下 CHF 數(shù)據(jù)外推得到,誤差較大。本文針對小型堆自然循環(huán)條件,采用數(shù)值模擬的方法,對該工況下 CHF 開展相關(guān)研究。本文的研究技術(shù)路線圖如圖所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]豎直圓管內(nèi)向上流動的干涸實驗研究[J]. 楊兵,趙民富,陳玉宙,畢可明,張東旭,杜開文. 原子能科學(xué)技術(shù). 2018(05)
[2]2017年核能科技熱點回眸[J]. 楊軍,楊章燦,徐樂瑾,吳幸慈,鄧程程,周夏峰,胡幫達(dá). 科技導(dǎo)報. 2018(01)
[3]小型模塊式壓水堆設(shè)計綜述[J]. 張國旭,解衡,謝菲. 原子能科學(xué)技術(shù). 2015(S1)
[4]國內(nèi)外部分小型壓水堆安全特性比較分析[J]. 劉曉壯. 核安全. 2015(01)
[5]多用途小型堆ACPR100概念設(shè)計[J]. 楊玨,孫吉良,楊偉國,舒睿,王飛. 原子能科學(xué)技術(shù). 2014(10)
[6]TRACE和SNAP程序在深水池式低溫供熱堆研究中的應(yīng)用[J]. 馮進(jìn)軍,柴國旱,周克峰,胡威,石俊英. 核安全. 2013(02)
[7]窄矩形通道自然循環(huán)流動停滯與臨界熱流密度研究[J]. 盛程,周濤,張蕾,肖澤軍,黃彥平. 核科學(xué)與工程. 2013(01)
[8]SNAP程序在核電廠安全分析中的應(yīng)用[J]. 孫微,靖劍平,付陟瑋,劉巧鳳,潘昕懌. 中國科技信息. 2012(18)
[9]自然循環(huán)過冷沸騰流動和CHF的實驗研究[J]. 楊瑞昌,王彥武,周立加,施德強(qiáng),魯鐘琪. 清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2000(06)
[10]低流速下臨界熱流密度(CHF)關(guān)系式分析[J]. 彭云康. 核動力工程. 1994(03)
碩士論文
[1]矩形窄通道內(nèi)流動沸騰特性及CHF點的實驗與數(shù)值模擬[D]. 陳沖.江蘇大學(xué) 2016
本文編號:3327032
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
先進(jìn)小型壓水堆壓力容器剖面圖
圖 1-2 1934 年 Nukiyama 首次公開的―沸騰曲線‖展,人們逐漸意識到了臨界熱流密度的影響,當(dāng)超熱惡化。由于核能有著恒定的熱通量能量來源,以此隨著核能計劃的增加,沸騰速率限制的研究被重現(xiàn)開始,沸騰極限很快就被發(fā)現(xiàn)其高度依賴于系統(tǒng)材料等),盡管還不知道影響原因。隨著經(jīng)驗的增或關(guān)系式能夠準(zhǔn)確預(yù)測每個新系統(tǒng)在不同幾何形狀于沸騰限制的嚴(yán)重影響,大量的資金被用于實驗研礎(chǔ)科學(xué)研究還是核反應(yīng)堆等工業(yè)設(shè)施的設(shè)計和運萬計的公開數(shù)據(jù)點。因此,研究沸騰換熱問題,必有關(guān)流動沸騰 CHF 的研究主要表現(xiàn)在以下幾個方面法
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文1.4 本文研究內(nèi)容隨著小型堆等傳熱系統(tǒng)的發(fā)展,自然循環(huán)條件下 CHF 研究越來越受到重視。但相對于高壓高流量條件,低壓低流量條件下的可用 CHF 實驗數(shù)據(jù)庫及預(yù)測模型相對較少,且許多低流量條件下的 CHF 經(jīng)驗公式都是由高流量下 CHF 數(shù)據(jù)外推得到,誤差較大。本文針對小型堆自然循環(huán)條件,采用數(shù)值模擬的方法,對該工況下 CHF 開展相關(guān)研究。本文的研究技術(shù)路線圖如圖所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]豎直圓管內(nèi)向上流動的干涸實驗研究[J]. 楊兵,趙民富,陳玉宙,畢可明,張東旭,杜開文. 原子能科學(xué)技術(shù). 2018(05)
[2]2017年核能科技熱點回眸[J]. 楊軍,楊章燦,徐樂瑾,吳幸慈,鄧程程,周夏峰,胡幫達(dá). 科技導(dǎo)報. 2018(01)
[3]小型模塊式壓水堆設(shè)計綜述[J]. 張國旭,解衡,謝菲. 原子能科學(xué)技術(shù). 2015(S1)
[4]國內(nèi)外部分小型壓水堆安全特性比較分析[J]. 劉曉壯. 核安全. 2015(01)
[5]多用途小型堆ACPR100概念設(shè)計[J]. 楊玨,孫吉良,楊偉國,舒睿,王飛. 原子能科學(xué)技術(shù). 2014(10)
[6]TRACE和SNAP程序在深水池式低溫供熱堆研究中的應(yīng)用[J]. 馮進(jìn)軍,柴國旱,周克峰,胡威,石俊英. 核安全. 2013(02)
[7]窄矩形通道自然循環(huán)流動停滯與臨界熱流密度研究[J]. 盛程,周濤,張蕾,肖澤軍,黃彥平. 核科學(xué)與工程. 2013(01)
[8]SNAP程序在核電廠安全分析中的應(yīng)用[J]. 孫微,靖劍平,付陟瑋,劉巧鳳,潘昕懌. 中國科技信息. 2012(18)
[9]自然循環(huán)過冷沸騰流動和CHF的實驗研究[J]. 楊瑞昌,王彥武,周立加,施德強(qiáng),魯鐘琪. 清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2000(06)
[10]低流速下臨界熱流密度(CHF)關(guān)系式分析[J]. 彭云康. 核動力工程. 1994(03)
碩士論文
[1]矩形窄通道內(nèi)流動沸騰特性及CHF點的實驗與數(shù)值模擬[D]. 陳沖.江蘇大學(xué) 2016
本文編號:3327032
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