蒸汽发生器U型管单相流动不稳定性分析

自然循环条件下,蒸汽发生器并联U型管束内存在单相流动不稳定性,部分U型管内存在倒流现象,对反应堆非能动安全产生负面影响。本文通过对基本守恒方程无量纲处理,采用线性扰动分析理论,获得了Ｕ型管内流动不稳定性判断准则(特征格拉晓夫数)。结果表明,当U型管格拉晓夫数高于特征格拉晓夫数时,管内流动是不稳定的,会出现倒流现象。以某型蒸汽发生器为对象,对U型管束流动不稳定性进行判断,通过与现有判别方法进行对比,验证了建立的U型管内流动不稳定性的判别方法。在此基础上,分析了蒸汽发生器一次侧流体入口密度对倒流现象的影响,发现当入口密度降低时,倒流现象更容易发生。本文结论可为蒸汽发生器优化设计提供一定的理论支持。     

海洋条件下U型管内倒流特征压降数值模拟

自然循环工况下立式倒 U 型管蒸汽发生器内单相流体存在倒流现象,增大了自然循环流动阻力,减少了有效换热面积,对核动力装置的安全运行造成不利影响。针对该问题,利用 Fluent 软件研究了海洋条件下 U 型管内倒流特征压降的变化规律。结果表明,横摇和起伏特征压降的周期与横摇和起伏运动的周期相同,而纵摇特征压降的变化周期为纵摇周期的一半。横摇和纵摇特征压降波动振幅随横摇和纵摇周期的减小而增大,随横摇和纵摇振幅的增大而增大,起伏特征压降的振幅与起伏周期无关,随起伏加速度振幅的增大而增大。横摇对特征压降的影响最大,起伏次之,纵摇最小。     

蒸汽发生器U型管倒流现象的数值模拟和实验研究

针对蒸汽发生器U型管倒流现象展开实验研究。基于实验数据,采用CFD方法对倒流进行模拟。结果表明:蒸汽发生器发生倒流后,进口腔室出现显著的温度分层,倒流现象降低了蒸汽发生器U型管的换热能力;发生倒流后,进出口腔室压降绝对值减小,正流管流速增大,流动阻力增大,倒流降低了系统的自然循环能力。     

蒸汽发生器U型管低含气率两相倒流现象研究

针对立式倒U型管自然循环蒸汽发生器传热管内的两相倒流现象,基于均相流模型,建立了U型管内低含气率两相流动传热理论模型,给出了U型管的进出口压降-质量流量曲线,分析了U型管内出现两相倒流现象的机理,研究了二次侧流体温度和入口含气率对倒流现象的影响规律,并与单相倒流进行了对比。利用RELAP5/MOD 3.3程序对相同条件下的倒流问题进行了计算。研究表明,提高蒸汽发生器二次侧工作压力可减少倒流,两相流入口含气率越高,倒流越易发生,两相流较单相流在U型管内更易倒流。     

横摇运动下U型管内流动与传热数值分析

利用Fluent软件分析了横摇运动下U型管内湍流流体摩擦阻力系数f和努塞尔数Nu随时间的变化。计算结果表明:横摇运动下U型管内流体f和Nu随着时间周期性波动,波动周期与横摇周期相同,波动幅度随着横摇周期的减小和横摇振幅的增大而增大;f和Nu的平均值、最大值与横摇振幅和横摇角频率近似呈线性关系;横摇增大了U型管内流体流动阻力和传热系数;横摇对U型管内流体流动传热的影响与直管明显不同。     

蒸汽发生器实验回路倒流特性仿真分析

针对立式倒U型管蒸汽发生器传热管内出现的倒流现象,基于RELAP5/MOD3.3程序,采用新的控制体划分方案对蒸汽发生器实验段进行建模,模拟实验回路中发生的倒流现象。通过与实验数据进行对比分析,验证建模方案的正确性。在此基础上,分析倒流现象对蒸汽发生器实验段流动传热的影响。结果表明:倒流现象发生在较短管内,对于单个U型管,倒流管的流量高于正流管。倒流发生后,系统进入相对稳定状态,但蒸汽发生器实验段的换热功率和进出口腔室负压降绝对值显著降低。