MHTR超临界蒸汽透平循环再热器设计研究

基于采用多堆一机方案可以实现模块式高温气冷堆(MHTR)与大容量超临界蒸汽透平机组的匹配,从而实现MHTR的高效率发电的考虑,进行了MHTR超临界蒸汽透平循环再热器设计的研究.根据百万千瓦级超临界机组的参数确定了主蒸汽和再热蒸汽的MHTR分堆供应方案,给出了再热器的技术参数.通过对不同传热管结构方案的比较,确定了组件式直管型式的结构设计方案,该设计具有结构紧凑、传热系数大、刚度好和制造方便等优点.经过热工水力分析计算,证明这种设计能够满足传热和水动力要求.     

高温气冷堆工艺热应用研究

介绍了高温气冷堆高温工艺热研究现状,分析了我国能源结构特点及核煤转化可行途径。结合８６３计划项目１０ＭＷ高温气冷堆即将建成,推出高温气冷堆高温工艺势应用研究方向,并介绍了１０ＭＷ高温气冷堆高温工艺热利用系统的设计及２．５ＭＷ氦加热重整器概念设计。     

10MW高温气冷堆蒸汽发生器稳定性实验研究

介绍了１０ＭＷ高温气冷堆盘管式直流蒸汽发生器双管工程模拟实验回路的技术特征和主要技术指标。实验系统用高温氦气作为热源，采用１：１全尺寸模拟，进行卫３０％负荷工况两相流稳定性验证实验、入口过冷度、蒸汽出口压力、流量及入口阻力对两相流稳定性影响的研究。结果表明，蒸汽发生器３０％负荷设计工况下，蒸汽出口压力２．５￣４．０ＭＰａ、给水温度７５￣１８０℃、入口节流阻力大于４０ｋＰａ时系统能稳定运行；蒸汽发生     

熔融硝盐混合物的辐照分解

测定了在剂量率10.8瓦/克条件下静电加速器的电子束辐照熔融硝盐混合物时累积剂量(最大达144瓦·时/克)对氧化物产额(以氧化钠计)的影响。实验表明,硝盐混合物中亚硝酸盐含量、Na_2O含量、剂量率、温度以及被照射试样的容器加盖与否都影响Na_2O的产额。提出了熔融亚硝酸盐辐照分解机理,由此推导出氧化物辐照产额的关联式,并且用实验数据进行了验证。     

氦气冲刷螺旋管束传热的数值研究

采用CFD软件对氦气冲刷螺旋管束的传热特性进行了数值模拟。计算时采用了轴对称简化模型;湍流模拟采用低Re k-ε模型。通过与实验数据对比,发现低Re模型比壁面函数法更适合计算冲刷管束类型的流动。计算结果表明,顺排管束前几层平均Nu高于叉排管束,而深层管平均Nu低于叉排管束;管列距离较大时排列方式对深层管的传热影响很小;管束与边界距离约为管束中心部分氦气流道宽度的一半时,各列传热管传热和氦气出口温度都较为均匀;管束横向位置发生偏移将导致管束内流动、传热出现不均匀。结果对于螺旋管蒸汽发生器设计具有参考意义。     

螺旋管内水和蒸汽局部传热特性研究

以高温气冷堆蒸发器为背景,采用FLUENT软件模拟了单相水和蒸汽在不同尺寸螺旋管内部的流动和传热过程,研究了壁面局部传热特性。计算结果表明,远离螺旋中心线一侧局部传热较强而靠近螺旋中心线一侧传热较弱,壁面Nu周向分布非常不均匀。管径与螺旋直径之比是主要影响因素,当其值增大时截面温度极值点向螺旋中心线外侧移动,加剧了温度分布和Nu分布的不均匀性。在层流向湍流过渡区内,Re的增大使截面各点温度梯度均有所增加,同时也增大了Nu周向分布的不均匀程度,但在旺盛湍流区内Re对Nu分布无明显影响。壁面热边界条件形式对局部Nu周向分布没有显著影响。给出了局部Nu的估算式。     

高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器流量漂移不稳定性研究

建立与氦气对流换热的并联螺旋管蒸汽发生器数值模型,分别采用一维飘移流模型和一维可压缩流动模型描述水侧和氦气侧的流动。在此基础上研究了球床模块式高温气冷堆核电站螺旋管蒸汽发生器内的流量漂移不稳定性。动态计算结果表明,在一定条件下蒸汽发生器内有可能发生流量漂移,不同传热管流量可相差几倍,而出口温度则相差几百度。通过对质量流速-压降曲线的分析,发现热负荷对稳定性起主导作用,热负荷越大越易发生流量漂移,且边界质量流量随热负荷呈线性增长。增大入口节流阻力和过冷度可以在一定程度上避免流量飘移。最后给出了蒸汽发生器流量飘移的稳定边界。     

10MW高温气冷堆蒸汽发生器双管工程模拟实验装置

介绍了１００ＭＷ高温气冷堆（ＨＴＲ－１０）蒸发发生器双管工程模拟实验装置实验回路及主要实验设备的技术特征和主要技术指标，该实验装置用两根螺旋蒸发管作为实验本体，用高温氦气作为热源，全部采用全尺寸模拟。实验回路由氦气回路，一次水回路，二次水回路组成。一次侧氦气的工作压力为３．０ＭＰａ，工作温度为６７０℃二次测蒸汽压力为４．０ＭＰａ，工作温度为４４０℃。该装置主要研究ＨＴＲ－１０蒸汽发生器３０％负荷运     

模块式高温气冷堆超临界蒸汽发生器设计

介绍了用于模块式高温气冷堆的超临界蒸汽发生器的设计参数，给出了传热管束的螺旋管结构设计方案和结构尺寸，并分析了其在超临界压力下的传热特性。经过热工水力分析计算，证明能够满足传热和水动力要求，且在设计工况下，不会发生传热恶化。     

耦合高温堆的氦加热无机膜重整器的数值研究

基于拟均相一维模型,对耦合高温堆的氦加热无机膜重整器建立了一个稳态的数学模型,开发了相应的计算程序.结果表明:氦加热无机膜重整器的平均热流密度比常规的氦加热重整器高约25%,这样可实现紧凑的重整器结构,对于整个系统的安全性和经济性具有很重要的意义.利用氦加热无机膜重整器能获得高达95%的甲烷转化率,而压力损失只是略有增加. 当膜厚度比较小和吹扫比比较大时,甲烷转化率随着重整压力的增加而增大,这样高温堆甲烷蒸汽重整制氢系统的高压将由不利条件变为有利条件.