AP系列核电厂硼酸贮存箱中喷射器混合效果的数值分析

发布时间：2020-06-30 01:51

【摘要】：在AP1000系列的核电厂设计中,硼酸贮存箱用于贮存2.5%重量百分浓度的硼酸溶液。为防止浓硼酸溶液产生浓度分层现象,在箱体再循环管路进口处设置一个喷射器,搅混箱内溶液,提高浓度均匀性。本文运用UG、Starccm、Fluent软件建立了硼酸贮存箱及喷射器的几何模型和数值模型,通过CFD计算,研究了影响喷射器性能高低的几大参数,如喷射器布置的高度、角度、进口流量及自身结构尺寸等。根据计算结果对箱体和喷射器内部进行比较,评价喷射器的搅混效果,并从喷射器布置和自身结构方面提出改进建议。分析结果表明:1)喷射器布置在箱体底部时,水平方向速度最大,搅混效果较好。2)在三种布置角度中,喷射器与水平面呈+30°角时,上下流动速度最大,喷射器与水平面平行时,水平速度最大。3)增加流量可以有效提高整个箱体范围内的上下及水平流动速度,提升搅动效果。4)调整喷射器的几何尺寸能明显增大喷射效率,喷射器的引射角度,喉口直径,出口尺寸都对喷射效果有明显影响,推荐使用引射角度90°,喉口直径36mm,出口尺寸80mm,混合段长度100mm的喷射器,喷射效率为原设计的1.82倍,箱体内速度大,搅混效果好。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM623
【图文】：

AP1000 首台机组正在我国三门紧锣密鼓的建造和调试，不久后将并电。对于化学容积控制系统中硼酸贮存箱上的喷射器的设计方案，如布置的高度最优，布置的角度是否合适都未进行最终验证。主要是由于硼酸贮存箱体型较大呈封闭式，在系统运行时，很难测到箱体内部流场的具体情况。且根据目前的测段，测试结果也并不十分准确，因此试验验证喷射器方案合理性的难度较大。对本章节将采用数值模拟的方法对AP1000电站硼酸贮存箱上喷射器的布置方案进证。2.1 喷射器的结构和模型AP1000 电站的硼酸贮存箱上喷射器的结构型式见图 1，各部分的结构名称见图 2。喷射器有一个直径 50mm 的工作流体入口，8 个直径 22mm 的分布均引射流体入口，结构对称，形式简单，无转动部件，且维修方便。

图 2AP1000 项目硼酸贮存箱的喷射器构造名称Fig.2 The structure of ejector on Boric Acid Storage Tank现有工程设计中，硼酸贮存箱直径 9.144 米，高 4.572 米，箱体容积较器安装于硼酸贮存箱侧壁距底部 0.610 米处，水平面方向偏转+10°，再循环与喷射器进口同高度平面上 135°角位置处，通过一台额定流量为 29.5m3/h泵将硼酸溶液再输送喷射器，往复循环，对水箱进行搅混，如图 3 所示。

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本文编号：2734677