壓力容器外部冷卻系統(tǒng)內(nèi)局部溫度場(chǎng)及兩相分布特性研究.pdf_第1頁(yè)
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1、壓力容器外部冷卻(ERVC)作為一項(xiàng)先進(jìn)壓水堆嚴(yán)重事故緩解措施,以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、良好的經(jīng)濟(jì)性和非能動(dòng)安全等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的研究和應(yīng)用。ERVC流道內(nèi)的兩相局部分布和冷卻水池的熱分層現(xiàn)象通過影響自然循環(huán)流動(dòng)會(huì)間接影響到外部冷卻能力;而現(xiàn)有的針對(duì)ERVC兩相局部分布和熱分層現(xiàn)象等方面的基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究非常罕見,尚無研究者能夠確定這兩個(gè)現(xiàn)象對(duì)外部冷卻能力的影響程度。本文主要針對(duì)先進(jìn)壓水堆外部冷卻流道內(nèi)局部空泡份額和冷卻水池內(nèi)的局部溫度場(chǎng)分

2、布進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量,分析和總結(jié)局部空泡份額及熱分層的分布特征和發(fā)展規(guī)律,為ERVC流動(dòng)傳熱現(xiàn)象和機(jī)理研究提供詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);同時(shí)采用F LUENT程序?qū)ο路忸^外部流道內(nèi)的兩相流分布及水箱熱分層現(xiàn)象進(jìn)行模擬計(jì)算,對(duì)相關(guān)模型的適用性進(jìn)行評(píng)價(jià),為程序計(jì)算模型的優(yōu)化提供改進(jìn)建議。
  在ERVC流道內(nèi)的兩相局部分布研究中,采用自制的電導(dǎo)探針測(cè)量了不同液相/氣相流量下ERVC上升通道內(nèi)局部空泡份額的分布;實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),流道截面局部空泡份額分布特征主

3、要受測(cè)點(diǎn)位置和流動(dòng)條件影響;采用統(tǒng)計(jì)學(xué)中的峰度系數(shù)和偏度系數(shù)對(duì)局部空泡率的分布進(jìn)行定量分析:下封頭底部的局部空泡份額分布為壁面峰值分布,而中上部則逐漸發(fā)展為近壁面峰值分布,上升段則基本發(fā)展成為中心分布。對(duì)實(shí)驗(yàn)段內(nèi)的兩相流動(dòng)開展F LUENT程序模擬計(jì)算時(shí),針對(duì)實(shí)驗(yàn)段中心剖面進(jìn)行2維建模,并分別采用歐拉和混合模型對(duì)實(shí)驗(yàn)工況進(jìn)行了計(jì)算;對(duì)比表明,歐拉和混合兩相流模型的計(jì)算結(jié)果均與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在較大差異;通過修改升力系數(shù),雖然歐拉模型的計(jì)算結(jié)果

4、顯示了與實(shí)驗(yàn)相似的分布規(guī)律,但仍需要進(jìn)行模型修改才能提高計(jì)算的準(zhǔn)確性。
  而在冷卻水池?zé)岱謱蝇F(xiàn)象研究過程中,通過實(shí)驗(yàn)研究和分析總結(jié)了溫度場(chǎng)分層空間分布特征、隨時(shí)間發(fā)展規(guī)律以及循環(huán)流量等因素對(duì)溫度場(chǎng)分布的影響。實(shí)驗(yàn)表明溫度分層現(xiàn)象主要體現(xiàn)在水箱高度方向上,據(jù)此提出了描述水箱溫度場(chǎng)分布的一維無量綱模型;隨著時(shí)間的發(fā)展,水箱內(nèi)的溫度場(chǎng)分層具有周期性現(xiàn)象;循環(huán)流量對(duì)熱分層的發(fā)展和分布具有重要影響。采用F LUENT程序?qū)岱謱訉?shí)驗(yàn)工況進(jìn)

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