穩(wěn)壓器是核電廠反應堆冷卻劑系統(tǒng)最重要的部件之一,其主要功能是通過冷卻穩(wěn)壓器上部蒸汽空間以及加熱飽和水進行壓力調(diào)節(jié),達到對反應堆冷卻劑系統(tǒng)進行壓力控制。當反應堆冷卻劑系統(tǒng)壓力升高時,穩(wěn)壓器通過上部設有的噴嘴對來自管道內(nèi)的冷卻水進行霧化,從而進行降溫和降壓。噴嘴是穩(wěn)壓器的關鍵部件,一般采用旋流式結(jié)構,其工作特點為大流量、低壓降,噴嘴的霧化效果決定了反應堆冷卻劑系統(tǒng)壓力控制的動態(tài)品質(zhì)。核反應堆穩(wěn)壓器霧化性能的研究,對實現(xiàn)我國核電廠設備的自主化設計,提升核電廠穩(wěn)壓器設計水平,具有重要的工程實用價值。本文基于噴嘴的霧化性能,從理論設計、數(shù)值模擬與實驗驗證三個方面對核電廠穩(wěn)壓器噴嘴的結(jié)構設計方法進行了系統(tǒng)研究。通過對噴嘴結(jié)構進行理論設計,特別探究了不同結(jié)構對噴嘴內(nèi)外部流場的影響情況,初步得到噴嘴的結(jié)構尺寸,然后通過三維數(shù)值仿真,模擬計算了噴嘴的流量及壓降特性,以及噴嘴的霧化性能,在此基礎上進一步對設計出的典型旋流噴嘴開展實驗驗證,包括噴霧角試驗、壓降和流量試驗等,探究CFD方法應用于噴嘴設計的適用性,并最終提出了一種用于核電廠穩(wěn)壓器的大槽深旋水芯的旋流噴嘴設計方法。通過本課題研究,獲得了大流量、低... 

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題的來源及意義
        1.1.1 課題的來源
        1.1.2 課題的背景
        1.1.3 課題的目標
    1.2 旋流噴嘴性能的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究技術路線
第二章 穩(wěn)壓器噴嘴的結(jié)構設計理論和方法
    2.1 噴嘴的功能與類型
        2.1.1 噴嘴的功能
        2.1.2 噴嘴的類型
    2.2 噴嘴的結(jié)構
    2.3 噴嘴設計的理論
        2.3.1 離心式噴嘴的最大流量理論
        2.3.2 離心式噴嘴的動量方程法
        2.3.3 離心式噴嘴的經(jīng)驗系數(shù)法
    2.4 噴嘴的工程設計
    2.5 噴嘴的校核計算
    2.6 噴嘴的噴霧質(zhì)量估算
    2.7 本章小結(jié)
第三章 穩(wěn)壓器噴嘴霧化性能的數(shù)值模擬方法
    3.1 流體動力學的控制方程
        3.1.1 質(zhì)量守恒方程
        3.1.2 動量守恒方程
    3.2 多項流計算方法
        3.2.1 VOF方法
        3.2.2 湍流模型
    3.3 噴嘴的物理模型及邊界條件
        3.3.1 物理模型
        3.3.2 網(wǎng)格劃分及計算邊界條件
    3.4 本章小結(jié)
第四章 穩(wěn)壓器噴嘴內(nèi)流場數(shù)值計算結(jié)果與分析
    4.1 內(nèi)流場特性
        4.1.1 速度場分析
        4.1.2 壓力場分析
        4.1.3 噴霧角分析
    4.2 流量與壓降分析
    4.3 旋水芯結(jié)構分析
        4.3.1 旋水芯槽深分析
        4.3.2 旋水芯槽數(shù)分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 穩(wěn)壓器噴嘴實驗研究
    5.1 實驗系統(tǒng)介紹
    5.2 噴嘴設計及加工
    5.3 實驗設計
        5.3.1 流量與壓降特性試驗
        5.3.2 噴霧角試驗
        5.3.3 噴霧液滴試驗
    5.4 試驗結(jié)果與分析
        5.4.1 流量特性試驗
        5.4.2 噴霧角試驗
        5.4.3 噴霧液滴試驗
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間獲得的學術成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]噴口長度對離心噴嘴霧化特性的影響[J]. 楊立軍,葛明和,張向陽,張振鵬.  推進技術. 2005(03)
[2]離心式噴嘴內(nèi)氣液兩相流動的數(shù)值模擬[J]. 岳明,徐行,楊茂林.  工程熱物理學報. 2003(05)
[3]一種旋流式噴嘴的實驗和數(shù)值研究[J]. 王國輝,蔡體敏,何國強,胡春波.  推進技術. 2003(01)
[4]簡式旋流噴嘴的設計[J]. 姚增權,馬進.  電力環(huán)境保護. 2002(03)
[5]離心噴嘴霧化特性的理論計算[J]. 周猛,莊逢辰.  推進技術. 1991(04)
[6]離心式噴嘴理論的改進[J]. 葛明龍.  宇航學報. 1981(02)

碩士論文
[1]旋流噴嘴設計計算和兩相流動模擬分析[D]. 王鵬.大連理工大學 2012
[2]旋流噴嘴兩相流動的數(shù)值模擬[D]. 孫美玲.大連理工大學 2013
[3]CFD在旋流噴嘴設計中的應用研究[D]. 徐剛.上海交通大學 2008
[4]旋流式噴嘴在橫向流中的霧化研究[D]. 吳志合.上海交通大學 2009



本文編號：3722284