液态金属钠高温沸腾实验回路应力分析与强度计算

本文主要完成了液态金属钠高温沸腾实验回路的应力分析与计算，确定了回路高温区连接管系的布置型式和支吊架系统，是该回路总体设计的重要组成部分。     

高温液态金属钠—钠热交换装置的优化设计研究

遵循钠冷快堆热交换器的设计原则和液钠沸腾实验的设计要求，综合考虑装置的换热能力，热胀应力和流致振动等因素，运用优化设计思想设计了高温液态金属钠－钠热交换器。计算和运行结果证明该装置具有良好的换热和安全性能。图２参８     

管壳式换热器壳侧传热与阻力性能的实验研究与预测

设计并建立了换热器传热与阻力的综合性能实验台,对1种弓形折流板换热器和2种连续螺旋折流板换热器壳侧的传热及阻力性能进行了实验研究,实验介质管侧为水,壳侧为油;同时基于壳侧传热实验数据;应用遗传算法预测了换热器的总换热量。实验结果表明:在相同的壳侧流量下,螺旋折流板换热器的阻力要高于弓型折流板换热器,正进正出螺旋折流板换热器的阻力高于侧进侧出螺旋折流板换热器;螺旋折流板换热器的换热系数高于弓型折流板换热器,侧进侧出螺旋折流板换热器高于正进正出螺旋折流板换热器,而且流量越大这种优势越明显。预测结果表明通过遗传算法得到的传热关联式所得的换热量比采用线性回归所得的更加接近实验数据,表明遗传算法可应用于工程中换热设备性能的预测。     

人工神经网络在棒束临界热流密度预测中的应用

基于已有的棒束临界热流密度数据库，采用COBRA-Ⅳ程序计算得到子通道局部临界热流密度数据库。用人工神经网络（ANN）理论对数据库进行训练，得到基于ANN理论的棒束临界热流密度预测模型。预测模型的预测精度显著高于常用经验关系式的预测精度，其预测值的均方差为5.63%。     

当量直径对超临界水流动传热特性的影响

以CFD商业软件FLUENT为计算平台,对圆管和圆环通道内超临界水流动传热特性进行数值模拟。通过对几种湍流模型的对比,选取在超临界条件下适用性相对较好的SST模型进行计算,分别比较不同热力当量直径和不同水力当量直径下圆管与圆环通道加热面壁温、边界层温度及速度的分布,研究热力当量直径和水力当量直径对超临界水流动传热特性的影响。结果表明,正常传热工况下,水力当量直径对超临界水流动传热特性有很大影响,而热力当量直径几乎无影响。圆环通道内流动传热关系式可基于圆管进行拟合,超临界水流动传热特性的其他影响因素还需进一步研究。     

不同状态方程对超临界二氧化碳强迫对流传热中流动加速因子的影响

明显的流动加速效应对超临界二氧化碳强迫对流传热有重要影响。流动加速因子是表征流动加速效应强度的重要无量纲数，在建立流动加速因子过程中需要用到二氧化碳状态方程。理论分析了选取理想气体状态方程和van der Waals方程对建立的流动加速因子合理性的影响，并结合实验数据进行了评估。结果表明，基于van der Waals 方程建立的流动加速因子可以较好地预测流动加速效应引起的传热恶化区域，而基于理想气体状态方程建立的流动加速因子与实验结果存在较大偏差。分析表明体积膨胀系数和体积压缩系数反映了流动加速现象的本质，以体积膨胀系数和体积压缩系数来建立流动加速因子更合理。      

矩形窄缝通道内流动不稳定起始点计算模型评价

以未除气去离子水为工质,在P=1～15 MPa,G=500～2 000 kg/(m2 · s),ΔTsub,in=20～100 ℃,q=40～1 000 kW/m2的参数范围,以1 000 mm×25 mm×2 mm矩形窄缝通道内垂直向上流动条件下流动不稳定起始点的实验数据为依据,对Saha-Zuber,Levy,Bowring等人提出的预测OSV点关系式和Whittle & Forgan,Lee & Bankoff,Kennedy等人提出的预测OFI点关系式进行了对比分析.结果表明:建立在过冷沸腾基础上的这些预测关系式对OFI点的预测偏差大部分在±20%以内,而其预测结果在低热流密度下低于实验值,在高热流密度下预测结果高于实验值.同时,基于实验数据建立了一个流动不稳定起始点的计算关系式:qOFI=1.95,其预测偏差在±15%以内.与其它实验数据的对比结果表明:本文得到的关系式对其它通道也具有比较好的适用性.     

反应堆大型热工水力分析程序计算结果不确定性的来源与对策

以ＣＡＴＨＡＲＥ程序为背景,从理论方法,实验技术,模型结构、数值技术、参数敏感性分析方法和基本不确定性计算方法等方面阐述了核反应堆大型热工水分析程序计算结果不确定性的来源和相应的对策,并介绍了大型程序不确定的敏感性分析和不性定量计算方法。     

过冷度对窄缝通道内单蒸汽泡运动特性影响的实验研究

对窄缝通道内过冷条件下单蒸汽泡运动特性进行了实验研究,分析了过冷度对单蒸汽泡运动特性的影响。实验结果表明,过冷条件下,单蒸汽泡在上升过程中,其尺寸不断减小,形状也不断改变;单蒸汽泡界面存在冷凝现象,过冷度越大,直径减小越快,同一直径蒸汽泡的纵横比在一个范围内波动;过冷条件下,单蒸汽泡的z向速度和x向速度都随着直径的增大先增加后减小,均在直径约10 mm时具有最大值;单蒸汽泡z向速度则随着过冷度的增大而增大,而x向速度在零上下波动,随过冷度增大略有增大。过冷度会影响窄缝通道内单蒸汽泡的行为特性,并进一步影响流型形成与演变。      

超临界压力区域失压瞬态传热特性数值研究

采用Ansys Fluent 15.0开展水工质在超临界压力区域失压瞬态传热特性的数值研究。通过对比分析计算结果与实验数据,建立了合理的并适用于超临界压力区域失压瞬态工况的数值模拟方法。数值计算结果表明,在模拟的近临界点瞬态工况参数下,实验段出口流体参数已超过该工况的拟临界点参数,但该参数仍处于物性参数急剧变化的拟临界点附近区域,实验段流体从入口区域的不可压缩流动转变为出口区域的可压缩流动,且拟临界点处的质量流速和压降梯度出现峰值。瞬态工况计算结果与Jackson公式计算结果对比分析表明,在临界点附近区域Jackson公式计算的努塞尔数比本文计算的努塞尔数高出20%~50%。