高压欠热水在套管内流动时压力对临界热负荷的影响

本文叙述了压力为80—140绝对大气压,重量流速W_(重量)为(5—17)×10~6公斤/米~2·小时,热焓差Δi_(欠热)为14—129大卡/公斤,q_(临界)=8.3×10~6—2.8×10~6大卡/米~2·小时,实验段长度为100毫米,直径为8毫米及环形流道间隙为3毫米的欠热水在套管内流动的临界热负荷试验结果。得出了80,100,110,120和140绝对大气压下的五个临界热负荷经验公式,按公式计算的值与试验数据偏差不超过±10%。将这些综合起来得到适用于80—140绝对大气压的综合公式: q_(临界)={2.8+0.4×10~(-8)[Δi_(欠热)W_(重量)+10~8((0.21-0.0015P)/0.000315P)]}×10~6大卡/米~2·小时。按此公式计算的值与现有数据的偏差不超过±15%;同时,发现对于固定Δi_(欠热)W_(重量)时,压力在80—140绝对大气压内,临界热负荷值随着压力的增加而降低。这点可作为压水反应堆设计者选择压力参数的依据之一。     

高压水在管內表面沸騰时的临界热负荷

用內径为6毫米的不銹鋼管,在100和140大气压下,測定了水在管內表面沸騰吋的临界热負荷值。管子通直流电加热,加热段长度为100毫米。整理实驗数据,得到了描写临界热负荷和流速、欠热度的关系的經驗公式,并同国外作者的实驗結果作了比較。文中还对所用的实驗迴路、測量仪表和实驗方法作了描述。     

管束流道內单根圆管加热时的临界热負荷的实驗研究

本文叙述了在以三角形柵格排列的七根管的管束流道内,中央管加热时临界热負荷的实驗研究。实驗的参数范围是:压力P为100和90絕对大气压,流速W为3—6米/秒,欠热度△t,为10—55℃。将所得的实驗数据与計算公式作了比較,并討論了管束流道对临界热負荷的影响。     

环形通道中低压欠热沸腾临界热流密度实验研究

为了支持高通量反应堆HFETR和先进研究堆CARR的设计(其中HFETR己于1980年投入运行,而CARR正在建造),多年来本试验室在环形通道中低压欠热沸腾条件下进行了大量临界热流密度(CHF)试验。环形通道的外径变化范围为12～70mm,间隙宽度2～4mm,加热圆管材料为不绣钢,水自上而下流动。试验的参数范围为:压力p=0.17～1.8MPa,速度v=1.3～18.2m/s,出口欠热度?Ts=26～105K,临界热流密度qCHF=0.24～1.8×107W/m2。实验结果表明:流速和欠热度对临界热流密度有强烈影响,但压力和间隙宽度的影响并不明显,双面加热下的临界热流密度比单面加热有所…     

倾斜并联内螺纹管汽-水两相流密度波型脉动试验研究

在系统压力p=3～10MPa,质量流速G=300～600kg/s,进口过冷度Δtsub=30～90℃,内壁热负荷q=0～190kW/m2的工况范围内,采用试验段长度与内径之比(L/d)大于600、倾角为19.5o的φ38.1×7.5mm6头内螺纹管,研究了压力、质量流速、进口过冷度以及两管热负荷不均匀对高压汽-水两相流密度波脉动的影响。结果表明,随压力增加,系统稳定性增加;随质量流速增加,临界热负荷增加,而临界干度下降;进口过冷度对密度波脉动呈现单值性影响,随进口过冷度下降,临界热负荷降低;在其他条件相同的情况下,并联管不对称加热时的临界热负荷较对称加热时的临界热负荷更高。     

亚临界及近临界压力区竖直管内沸腾传热实验研究

本文阐述在亚临界及近临界压力区,φ18×3不锈钢管内竖直下降汽水两相流沸腾传热特性的实验研究。实验参数为:压力 p=17.2—22.6 MPa,质量流速 G=800—2000kg/m~2·s,外壁热负荷q_0=220-460kW/m~2。实验结果表明,在亚临界及近临界压力区,竖直下降管内汽水两相流沸腾传热特性随压力提高得到改善;而在超临界压力下的传热特性比近临界压力区的差。     

环形窄缝双面加热通道内欠热沸腾传热实验研究

在压力0.84～6.09 MPa、质量流速41.9～300.2 kg/(m2·s)、热流密度2.61～114.41 kw/m2范围内,以去离子水为工质,对间隙为1.5 mm环形窄通道实验段竖直向上流动的欠热沸腾传热特性进行了实验研究,得出了适用环形窄缝通道的欠热沸腾传热经验关系式。     

竖直及倾斜环隙流道内自然对流沸腾临界热负荷

以水为工质 ,在常压下对垂直和倾斜环隙流道内的自然对流沸腾临界热负荷进行了实验研究和理论分析 ,得到了计及进出口局部阻力的计算公式 ,讨论了流道几何尺寸、几何形状、倾角、压力和进出口局部阻力等因素对临界热负荷的影响 ,最后提出了一个新的 ,可用于计算竖直环隙、圆管及长方形流道内自然对流沸腾临界热负荷的半经验公式 ,其计算精度和适用范围较现有的计算公式有显著提高 ,原则上不受H/De 值大小的限制。     

稳态和瞬态流动条件下低压欠热沸腾水的临界热流密度实验研究

稳定流动和流量衰减条件下,在内径15.9mm的圆管上进行欠热沸腾水的临界热流密度实验,覆盖的参数范围为:压力p=0.2～1.7MPa,速度v=2.1～13.5m/s,出口欠热度ΔTs=0～110K,临界热流密度qCHF=(3.2～13.5)×106W/m2。结果表明,对于稳定流动条件,在较高压力下,临界热流密度随ΔTs的减少基本上呈单调下降趋势。然而,对于p≤0.3MPa,在ΔTs降低到30K以下的一定值时(此值随流速变化而有所不同,且较大值对应较高流速),临界热流密度达到最低值,此后,随ΔTs进一步降低临界热流密度转而升高,并伴随摩擦压降陡峭增大。对于流量衰减的流动工况,在较高…     

竖直圆管内向上流动的干涸实验研究

在直径为8.2 mm的竖直向上均匀加热圆管上进行了干涸型临界热流密度实验研究,加热长度2.4 m,压力3.2～19.7 MPa,质量流速963～2 707 kg/（m²•s）,进口欠热度34～213 ℃,出口含汽率0.11～0.78。研究发现：临界热流密度随进口欠热度、质量流速的增加而线性增加,随出口含汽率的增加而迅速减小。通过对临界气液两相参数的分析发现,本实验参数范围内,蒸汽速度是导致干涸的主要原因。当达到临界蒸汽速度时,近壁面液体消失触发临界。随压力的增加,表面张力逐渐减小,液膜更易被撕裂,因而临界蒸汽速度随压力的增加而减小。从高压实验数据出发得到临界蒸汽速度U_cr,参考Steen和Wallis推荐的夹带开始速度U₀,建立了预测临界蒸汽速度的模型：U_cr=25U₀+4。利用低压实验数据对预测模型进行了验证,符合较好。     

垂直向上流动通道内环状流干涸点的理论研究

本文基于分离流模型,建立了垂直向上流动环形通道内环状流的三流体模型,并对干涸点进行了数值模拟.比较计算结果和实验结果,发现两者符合较好.结果显示:当干涸点发生在内管并且外管热流密度不变时,临界含汽率随曲率和间隙的减小而增大,当干涸点发生在外管且内管热流密度不变时,情况相反;对于固定的间隙,当外管内径大于20 mm时,或间隙小于0.5 mm时,压力和质量流速对临界含汽率的影响非常微弱.     

竖直圆管内欠热和含汽流动沸腾临界热流密度实验研究

正在直径为8.2mm、加热长度为2.4m的均匀加热圆管上对欠热和含汽强迫流动沸腾工况下的临界热流密度(CHF)进行了实验,覆盖的参数范围为:压力为3～21MPa,质量流速为963～3 883kg/(m~2·s),出口含汽率为-0.87～0.78。系统参数研究表明:CHF随进口欠热度和质量流速的增加而呈线性增加,随进口含汽率的增加而迅速减小。在次临界压力区域,CHF随压力的增加而减小,欠热度对CHF的影响减弱。不同含汽量的工况下,CHF     

低本底半导体α谱仪及其应用

本文所描述的装置适用于环境样品和生物样品中α放射性核素的监测与分析。探测元件为金硅面垒型半导体探测器,直径从12—30毫米均可使用。可以在大气压下或抽真空下测量。为了得到较高的探测效率与能量分辨率,必须浓缩样品与制备薄源。对φ16毫米探测器,在真空情况下测量:大于3兆电子伏能区内的积分水底约为1计数/小时;对~(241)Am电镀源(φ=10毫米)的2π效率约为50％;能量分辨率约为1％。本装置已用于空气和土壤中体污染及人骨灰中α放射性等的分析测量。     

超临界压力下水在方形环腔内垂直上升的传热特性

在西安交通大学超临界传热试验台上研究了超临界压力下水在方形环腔中垂直上升的传热特性.试验压力23～25 MPa;质量流速500～1 200kg/(m~2·s);热流密度200～800 kW/m~2;工质进口温度300～400℃.试验结果表明:带绕丝固定的方形环腔结构在高质量流速低热负荷的情况下,在拟临界区域传热会得到强化,而在低质量流速高热负荷的情况下,会发生传热恶化现象;较低的超临界压力下会有更加突出的传热强化表现,但是传热恶化会提前发生,并且更加剧烈,因此较高的超临界压力意味着安全性更高.     

渐缩渐扩喷嘴临界流动的空穴核化模型

在西安交通大学高压汽水实验台架上进行了破口型式为渐缩渐扩喷嘴的临界流实验，实验参数为：入口压力３，０～１６．ＯＭＰａ，入口欠热度０～６０°Ｃ。对应临界质量流速为４０～１２０×１０３ｋｇ／ｍ２ｓ。实验表明，闪蒸起始点处的热力非平衡性随入口欠热度的增加而减小，入口为饱和状态时热力非平衡性最大。提出了一个新的空穴核化模型来预测闪蒸起始点处的减压值。该模型中含有一个由实验确定的系数，并被实验证实，该系数仅为入口欠热度的函数。将该模型计算的临界流量与临界流量的实验值进行了比较，取得了满意的结果。     

热离子空间堆电源负荷跟踪特性研究

为分析热离子空间堆电源负荷跟踪运行特性,本研究采用可复用的层次化组件模型的Fortran语言建立热离子空间堆TOPAZ-II系统程序。分析了铯蒸汽压力和电极间隙对输出电功率的影响,利用堆芯反应性反馈和外部负载电阻协同控制的方法,分析不同载荷变化下热离子空间堆电源在轨运行的负荷跟踪运行特性。结果表明对于稳态电功率为5.5 kW的工况,电功率在0.95～7.25 kW之间变化时,慢化剂温度不会发生明显变化,此时堆芯具有自稳特性;超过这个范围,堆芯则失去自稳特性,这与慢化剂的正温度反应性反馈密切相关。     

近临界压力区垂直内螺纹管临界热流密度实验研究

在近临界压力区,对垂直上升内螺纹管流动沸腾的偏离泡核沸腾(DNB)型临界热流密度(CHF)现象进行了实验研究。试验段采用ф35 mm×5.67 mm六头内螺纹管。实验参数范围为:压力18~21 MPa,质量流速500~1 000kg/(m~2·s),进口过冷度3~5℃,内壁热负荷40~960kW/m~2。实验得到了不同工况下的内壁温度和传热系数分布特性,分析了流动参数对内螺纹管中DNB型CHF的影响,并根据实验数据拟合出两相区的传热关联式与临界热流密度(qCHF)预测关联式。内螺纹管的qCHF实验数据被用于与光管的qCHF预测值进行对比,发现内螺纹管具有一定的CHF强化作用,但当压力越靠近临界压力时这种作用会被抑制甚至消失。实验结果表明:在近临界压力下,内螺纹管会在低干度区甚至过冷区发生DNB现象,压力的增大和质量流速的减小均会使DNB提前发生。qCHF随压力的减小和质量流速的增大而增大。在特定工况下,试验段不同截面会分别发生偏离泡核沸腾与蒸干。     

自然循环回路中通道间隙对平行沸腾通道内热工水力不稳定性的影响

为了解决近期沸水堆动力和安全技术的困难，提出了非能动自然循环沸水堆。注意到在启动阶段，由于取消了再循环泵，可能引起多种热工水力不稳定现象。本研究的目的是试验研究自然循环回路中的热工水力不稳定现象，回路由模拟堆芯和烟囱周围最简单的流动行为的平行沸腾通道组成，系统压力范围从大气压到0．7MPa。加热区成环形，通道间隙可选为2mm或5mm。通过对不稳定现象的研究，尤其是通道间隙的影响，给出了下列研究结果：逐渐增加输入热量观察到3种类型的热工水力不稳定现象，它们依次为间歇流、液压压头波动引起的自然循环振荡和密度波振荡。本研究的一个重要发现是：当通道间隙设为2mm以及在大气压力下，输入热量相对较低时产生的间歇流，使平行沸腾通道内振荡相位从异相变为同相。相反，在其它试验条件下，间歇流总是异相振荡并伴有倒流现象。认为通道间隙的摩擦损失可能显著影响振荡相位。因此，在较窄通道内，尤其是在大气压下，很难产生伴有倒流现象的异相间歇流。     

亚临界及近临界压力区倾斜上升管传热特性研究

在亚临界及近临界压力下,对倾角α=20的Φ323mm不锈钢倾斜上升光管内汽水两相流体的传热特性进行了试验研究。试验参数范围:p=13～21.5MPa;质量流速G=600～1200kg/(m2·s);内壁热负荷q=200～600kW/m2。试验结果表明:倾斜管壁温及内壁热负荷沿管壁周向不均匀分布;提高质量流速可以减弱甚至消除这种不均匀性;在不同工况下,压力对传热的影响规律是不同的。还提出了倾斜管最小传热系数的计算关联式。     

基于RELAP5的两管平行通道流动不稳定性研究

利用RELAP5程序对垂直并联管中汽液两相流不稳定性实验装置进行了模拟,并与实验工况进行比较,结果表明：RELAP5程序的非平衡态两流体模型的计算结果与实验数据符合较好。并在此基础上研究了主要运行参数对两管平行通道管间脉动流动不稳定性的影响。结果表明：入口欠热度对管间脉动的影响并非线性关系;系统压力的增加可提高系统的稳定性并减小管间脉动的振幅;进口节流增加,系统的稳定性明显提高;入口不均匀节流时两管总的极限热负荷升高;不均匀加热时两管总的极限热负荷降低。