二次侧非能动余热排出系统运行及换热特性研究

发布时间：2020-12-20 02:21

　　二次侧非能动余热排出(ASP)系统是百万千瓦级压水堆核电厂应对全厂断电事故的重要措施。以百万千瓦级压水堆核电厂ASP系统为原型,基于比例模化方法设计建造了二次侧非能动余热排出系统试验装置(ASPTF)。在ASPTF装置开展了ASP系统运行特性及换热特性试验。稳态试验结果表明,相同水箱水温条件下,ASP系统换热能力随着系统压力的升高而升高;相同系统压力条件下,ASP系统换热能力随着水箱水温的降低而升高,系统压力相对水箱水温对ASP系统换热特性影响较大;ASP系统换热能力随换热管的裸露而降低。瞬态试验结果表明,在3h内,ASP系统可建立稳定的自然循环,并有效带走堆芯模拟体产生的热量;在3h后,ASP系统流量随着换热管裸露而出现不稳定,但当向换热水箱注水后,ASP系统自然循环可恢复稳定。 

【文章来源】：核科学与工程. 2020年04期 北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

ASPTF试验装置回路系统流程图

图2给出了不同水箱水温及换热管是否裸露工况下自然循环流量与压力的关系。在相同水箱水温的条件下，自然循环流量随二回路压力的升高而逐渐升高；当回路压力相同的情况下，自然循环流量随水箱水温的升高而降低，但变化趋势较小，由于在水箱水温在60℃与100℃的变化相对换热管内外之间的温差较小，因此水箱水温从60℃升高至100℃时自然循环流量变化较小，且当水箱水温在60℃时已经局部汽化，其换热过程与水箱水温在100℃时相似；系统压力比水箱水温对自然循环流量的影响相对较大。自然循环流量随系统压力的变化与文献[5,12]中一致。相同压力与相同水箱水温下，传热管裸露时换热器的自然循环流量小于传热管未裸露时的工况。图3给出了水箱水温及换热管是否裸露工况下换热器总换热系数与压力的关系。在相同水箱水温的条件下，随着系统压力的升高，自然循环流量增加，雷诺数相应的增加，因此导致管内冷凝换热与对流换热的换热系数增加；同样压力下，随着水箱水温的升高，管外由单相自然循环向沸腾转变，因此管外换热系数随着水箱水温的升高而升高；相同压力及水箱水温下，当换热管裸露时，换热管部分换热面与空气自然对流换热，导致此时的换热系数降低。

图3给出了水箱水温及换热管是否裸露工况下换热器总换热系数与压力的关系。在相同水箱水温的条件下，随着系统压力的升高，自然循环流量增加，雷诺数相应的增加，因此导致管内冷凝换热与对流换热的换热系数增加；同样压力下，随着水箱水温的升高，管外由单相自然循环向沸腾转变，因此管外换热系数随着水箱水温的升高而升高；相同压力及水箱水温下，当换热管裸露时，换热管部分换热面与空气自然对流换热，导致此时的换热系数降低。图4给出了不同水箱水温及换热管是否裸露工况下换热器换热功率与压力的关系。结合图3分析可知，在相同水箱水温的条件下，换热器换热功率随二回路压力升高而逐渐升高；当回路压力相同的情况下，换热器换热功率随着水箱水温的升高而降低；系统压力比水池温度对换热器换热功率的影响相对较大。换热器换热功率随系统压力的变化与文献[5,12]中一致。相同压力与相同水箱水温下，传热管裸露时换热器的换热功率小于传热管未裸露时的工况。

【参考文献】：
期刊论文
[1]多系统耦合下自然循环特性试验研究与计算分析[J]. 李亮国,傅孝良,文青龙,刘丽芳,吴小航,卢冬华,苏前华.  核科学与工程. 2018(03)
[2]二次侧非能动余热排出系统传热能力试验研究[J]. 徐海岩,吴小航,卢冬华,苏前华.  原子能科学技术. 2018(03)
[3]二次侧非能动余热排出系统实验研究[J]. 郗昭,熊万玉,谢峰,宫厚军,卓文彬,李朋洲.  核动力工程. 2015(04)
[4]RELAP5程序应用于二次侧非能动余热排出系统设计的初步评价[J]. 熊万玉,宫厚军,郗昭,卓文彬,黄彦平.  核动力工程. 2015(02)
[5]基于RELAP5的蒸汽发生器二次侧非能动余热排出系统影响因素分析[J]. 周磊,郗昭,熊万玉,闫晓,肖泽军.  核动力工程. 2012(06)



本文编号：2927020