針對采用管殼式換熱器的船用堆一回路非能動余熱排出系統(tǒng)的模擬分析發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)投入后,由于換熱器海水側(cè)回路自然循環(huán)建立不及時,初期海水流量過低,導(dǎo)致海水側(cè)回路出口發(fā)生沸騰,回路壓力和自然循環(huán)流量劇烈振蕩。自流冷卻可依靠船舶的慣性航行為海水回路提供初始冷卻流量,以解決兩個回路排熱不匹配問題�；赗ELAP5開展了初步的原理性應(yīng)用研究,結(jié)果表明:自流冷卻流量對非能動余熱排出系統(tǒng)海水回路的流動傳熱特性影響大,較大的自流流量可防止海水沸騰,從而避免了兩相振蕩現(xiàn)象。 

【文章來源】：海軍工程大學(xué)學(xué)報. 2020,32(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

一回路非能動余熱排出系統(tǒng)簡圖

根據(jù)非能動余熱排出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行特性,建立基于RELAP5最佳估算程序的仿真模型,對應(yīng)的控制體節(jié)點(diǎn)圖如圖2所示。其中,反應(yīng)堆活性區(qū)和余熱排出換熱器軸向溫度梯度大,要對這些區(qū)域的軸向網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化,通過穩(wěn)態(tài)計(jì)算和網(wǎng)格數(shù)敏感性分析,并考慮流體流速對控制體長度的限制,確定活性區(qū)軸向網(wǎng)格數(shù)為12個,換熱器軸向網(wǎng)格數(shù)為10個。穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果中反應(yīng)堆功率、冷卻劑流量、溫度和壓力、二回路蒸汽壓力和流量等參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了對比,誤差均小于2%。2.2 系統(tǒng)運(yùn)行分析

用REALP5模擬非能動余熱排出系統(tǒng)的運(yùn)行特性,結(jié)果如圖3(a)-(d)所示(冷卻劑溫度的歸一化曲線以額定工況下反應(yīng)堆出口溫度為基準(zhǔn),自然循環(huán)流量的歸一化曲線以冷卻劑額定流量為基準(zhǔn))。計(jì)算結(jié)果表明:在非能動系統(tǒng)投入初期,換熱器一次側(cè)自然循環(huán)能迅速建立(見圖3(b)),冷卻劑溫度有所下降(見圖3(a))。但海水側(cè)出口溫度很快超過飽和溫度(見圖3(c)),海水沸騰引起流動不穩(wěn)定性(見圖3(d)),使海水側(cè)出口溫度和流量發(fā)生劇烈振蕩。隨著海水側(cè)自然循環(huán)逐漸建立,堆芯衰變熱減小和冷卻劑溫度降低,當(dāng)海水溫度低于飽和溫度時,海水不再沸騰,振蕩現(xiàn)象消失,此時非能動余熱排出系統(tǒng)將保持正常運(yùn)行,持續(xù)帶出衰變熱,保證反應(yīng)堆安全。3 沸騰原因分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于CFD的潛艇阻力及流場數(shù)值計(jì)算[J]. 涂海文,孫江龍.  艦船科學(xué)技術(shù). 2012(03)
[2]基于CFD的船舶自流冷卻系統(tǒng)進(jìn)水口形式優(yōu)化[J]. 高偉,苗卉,黃樹紅,蔣建飛.  熱能動力工程. 2006(03)

碩士論文
[1]潛艇自流冷卻系統(tǒng)流動特性計(jì)算研究[D]. 裴金亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號：3416492