排盐罐换热元件热工水力实验研究
发布时间：2021-01-23 17:21
熔盐堆非能动余热排出系统通过三个自然循环过程将排盐罐内的余热导入大气环境中,该系统是保证熔盐堆安全的重要措施。排盐罐换热元件的自然循环是余热排出系统的最基础也是最重要的一个循环过程,该循环将排盐罐内的衰变热带出排盐罐,保证排盐罐的安全。本文通过实验的方法对排盐罐换热元件的流动和传热过程展开研究,为熔盐堆非能动余热排出系统的设计、优化提供参考。排盐罐换热元件是由中心管、中间管和外套管组成的三层套管结构。汽包中的水由中心管上端开口向下流入换热元件,从中间管下端开口进入中心管与中间管组成的水环隙,在环隙内向上流动并从中间管顶部开口返回汽包。水在环隙中受热沸腾,中心管内外密度差驱动换热元件内的自然循环流动。本文以竖直管式电炉模拟熔盐的温度场,采用称重法测量出口汽、水流量。在搭建的排盐罐换热元件热工水力实验台上开展了自然循环启动实验、自然循环流动和传热特性实验以及结构尺寸对流动和传热的影响实验。根据启动过程的波动情况,将自然循环启动过程细分为7个阶段。启动过程中,随着水箱水温的升高,出口水的流量先增加后减少。当自然循环流动的驱动压头比较小时,环隙中容易发生气泡臃塞现象。气泡臃塞发生时,中间管内壁...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１熔盐堆运行流程图??因其优点突出，熔盐堆很早就受到研宄者的关注，也是世界上最早研宄的堆型之一
但该系统不是一个非能动系统，在类似于福岛核事故的极端情况下，余热排出??系统将失效。哈尔滨工程大学在ＭＳＲＥ余热排出系统设计基础上，针对２ＭＷ－ＴＭＳＲ设??计了空气冷却非能动余热排出系统［４，２４，２５］，如图１．２所示。该系统完全采用自然循环排??热，能够在失去动力支持的极端情况下依靠系统的自身特性将排盐罐内的余热导出，能??够有效避免类似于福岛的核事故。相对ＭＳＲＥ余热排出系统，本系统采用空气冷却装置??对换热元件产生的蒸汽进行冷却，更加稳定安全，可以实现通过调节风筒进风量，调节??整个系统的排热量与熔盐衰变热相吻合。?＿＿??冷凝器?ｙ?ｙ－??…麟義ｉ??典汽ｆ?一空气??蓽水??，．．．．，???汽包觸Ｋ．士?？—…??：：砸ｄ??摊１罐??图１．２?ＴＭＳＲ排盐罐非能动余热排出系统示意图??熔盐堆非能动余热排出系统运行时，排盐罐内熔盐的余热通过导热和对流将热量传??递到排盐罐换热元件，换热元件内的冷却水自然循环流动将热量导入气泡。汽包受热产??生蒸汽，蒸汽经空冷器冷凝后回到汽包，形成第二自然循环。风筒中的空气被空冷器加??热
但该系统不是一个非能动系统，在类似于福岛核事故的极端情况下，余热排出??系统将失效。哈尔滨工程大学在ＭＳＲＥ余热排出系统设计基础上，针对２ＭＷ－ＴＭＳＲ设??计了空气冷却非能动余热排出系统［４，２４，２５］，如图１．２所示。该系统完全采用自然循环排??热，能够在失去动力支持的极端情况下依靠系统的自身特性将排盐罐内的余热导出，能??够有效避免类似于福岛的核事故。相对ＭＳＲＥ余热排出系统，本系统采用空气冷却装置??对换热元件产生的蒸汽进行冷却，更加稳定安全，可以实现通过调节风筒进风量，调节??整个系统的排热量与熔盐衰变热相吻合。?＿＿??冷凝器?ｙ?ｙ－??…麟義ｉ??典汽ｆ?一空气??蓽水??，．．．．，???汽包觸Ｋ．士?？—…??：：砸ｄ??摊１罐??图１．２?ＴＭＳＲ排盐罐非能动余热排出系统示意图??熔盐堆非能动余热排出系统运行时，排盐罐内熔盐的余热通过导热和对流将热量传??递到排盐罐换热元件，换热元件内的冷却水自然循环流动将热量导入气泡。汽包受热产??生蒸汽，蒸汽经空冷器冷凝后回到汽包，形成第二自然循环。风筒中的空气被空冷器加??热
【参考文献】：
期刊论文
[1]熔盐堆非能动余热排出系统空气冷却与水冷却方案比较分析[J]. 孙露,孙立成,阎昌琪,法丹,王纳秀. 核动力工程. 2014(03)
[2]熔盐堆新型非能动余热排出系统中高温热管的数值分析[J]. 王成龙,田文喜,苏光辉,张大林,巫英伟,秋穗正. 核动力工程. 2014(01)
[3]未来先进核裂变能——TMSR核能系统[J]. 江绵恒,徐洪杰,戴志敏. 中国科学院院刊. 2012(03)
[4]新概念熔盐堆堆芯稳态热工水力计算[J]. 张大林,秋穗正,刘长亮,苏光辉. 工程热物理学报. 2008(06)
[5]窄隙自然循环过冷沸腾流道中的温度分布特性[J]. 孙中宁,曹夏昕,吕襄波. 哈尔滨工程大学学报. 2008(06)
[6]同心环形管内沸腾两相流动与传热实验研究[J]. 白博峰,王彦超,黄蓉,肖泽军. 核动力工程. 2007(06)
[7]两相自然循环非线性特征及实验研究[J]. 刘晓晶,匡波,陈宏,徐济鋆,王涛,孙德祥,蒋序伦. 核动力工程. 2006(S1)
[8]世界小型核电反应堆现状及发展概况[J]. 刘志铭,丁亮波. 国际电力. 2005(06)
[9]窄环隙内水流动沸腾时阻力特性的实验研究[J]. 孙立成,阎昌琪,孙中宁. 哈尔滨工程大学学报. 2005(01)
[10]第4代核能系统研发介绍[J]. 杨孟嘉,任俊生,周志伟. 国际电力. 2004(05)
博士论文
[1]流动沸腾中汽泡行为的理论与实验研究[D]. 管鹏.北京交通大学 2014
[2]环状狭缝通道流动沸腾传热的理论及实验研究[D]. 苏顺玉.华中科技大学 2005
[3]垂直矩形窄缝流动过冷沸腾时的汽泡行为和换热[D]. 潘良明.重庆大学 2002
硕士论文
[1]熔盐堆非能动余热排出系统设计及排盐罐换热特性[D]. 孙露.哈尔滨工程大学 2015
[2]竖直矩形窄缝内饱和流动沸腾传热[D]. 梁祥飞.重庆大学 2004
[3]竖直窄环隙流道自然对流过冷沸腾换热研究[D]. 曹夏昕.哈尔滨工程大学 2003
本文编号：2995608
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１熔盐堆运行流程图??因其优点突出，熔盐堆很早就受到研宄者的关注，也是世界上最早研宄的堆型之一
但该系统不是一个非能动系统，在类似于福岛核事故的极端情况下，余热排出??系统将失效。哈尔滨工程大学在ＭＳＲＥ余热排出系统设计基础上，针对２ＭＷ－ＴＭＳＲ设??计了空气冷却非能动余热排出系统［４，２４，２５］，如图１．２所示。该系统完全采用自然循环排??热，能够在失去动力支持的极端情况下依靠系统的自身特性将排盐罐内的余热导出，能??够有效避免类似于福岛的核事故。相对ＭＳＲＥ余热排出系统，本系统采用空气冷却装置??对换热元件产生的蒸汽进行冷却，更加稳定安全，可以实现通过调节风筒进风量，调节??整个系统的排热量与熔盐衰变热相吻合。?＿＿??冷凝器?ｙ?ｙ－??…麟義ｉ??典汽ｆ?一空气??蓽水??，．．．．，???汽包觸Ｋ．士?？—…??：：砸ｄ??摊１罐??图１．２?ＴＭＳＲ排盐罐非能动余热排出系统示意图??熔盐堆非能动余热排出系统运行时，排盐罐内熔盐的余热通过导热和对流将热量传??递到排盐罐换热元件，换热元件内的冷却水自然循环流动将热量导入气泡。汽包受热产??生蒸汽，蒸汽经空冷器冷凝后回到汽包，形成第二自然循环。风筒中的空气被空冷器加??热
但该系统不是一个非能动系统，在类似于福岛核事故的极端情况下，余热排出??系统将失效。哈尔滨工程大学在ＭＳＲＥ余热排出系统设计基础上，针对２ＭＷ－ＴＭＳＲ设??计了空气冷却非能动余热排出系统［４，２４，２５］，如图１．２所示。该系统完全采用自然循环排??热，能够在失去动力支持的极端情况下依靠系统的自身特性将排盐罐内的余热导出，能??够有效避免类似于福岛的核事故。相对ＭＳＲＥ余热排出系统，本系统采用空气冷却装置??对换热元件产生的蒸汽进行冷却，更加稳定安全，可以实现通过调节风筒进风量，调节??整个系统的排热量与熔盐衰变热相吻合。?＿＿??冷凝器?ｙ?ｙ－??…麟義ｉ??典汽ｆ?一空气??蓽水??，．．．．，???汽包觸Ｋ．士?？—…??：：砸ｄ??摊１罐??图１．２?ＴＭＳＲ排盐罐非能动余热排出系统示意图??熔盐堆非能动余热排出系统运行时，排盐罐内熔盐的余热通过导热和对流将热量传??递到排盐罐换热元件，换热元件内的冷却水自然循环流动将热量导入气泡。汽包受热产??生蒸汽，蒸汽经空冷器冷凝后回到汽包，形成第二自然循环。风筒中的空气被空冷器加??热
【参考文献】：
期刊论文
[1]熔盐堆非能动余热排出系统空气冷却与水冷却方案比较分析[J]. 孙露,孙立成,阎昌琪,法丹,王纳秀. 核动力工程. 2014(03)
[2]熔盐堆新型非能动余热排出系统中高温热管的数值分析[J]. 王成龙,田文喜,苏光辉,张大林,巫英伟,秋穗正. 核动力工程. 2014(01)
[3]未来先进核裂变能——TMSR核能系统[J]. 江绵恒,徐洪杰,戴志敏. 中国科学院院刊. 2012(03)
[4]新概念熔盐堆堆芯稳态热工水力计算[J]. 张大林,秋穗正,刘长亮,苏光辉. 工程热物理学报. 2008(06)
[5]窄隙自然循环过冷沸腾流道中的温度分布特性[J]. 孙中宁,曹夏昕,吕襄波. 哈尔滨工程大学学报. 2008(06)
[6]同心环形管内沸腾两相流动与传热实验研究[J]. 白博峰,王彦超,黄蓉,肖泽军. 核动力工程. 2007(06)
[7]两相自然循环非线性特征及实验研究[J]. 刘晓晶,匡波,陈宏,徐济鋆,王涛,孙德祥,蒋序伦. 核动力工程. 2006(S1)
[8]世界小型核电反应堆现状及发展概况[J]. 刘志铭,丁亮波. 国际电力. 2005(06)
[9]窄环隙内水流动沸腾时阻力特性的实验研究[J]. 孙立成,阎昌琪,孙中宁. 哈尔滨工程大学学报. 2005(01)
[10]第4代核能系统研发介绍[J]. 杨孟嘉,任俊生,周志伟. 国际电力. 2004(05)
博士论文
[1]流动沸腾中汽泡行为的理论与实验研究[D]. 管鹏.北京交通大学 2014
[2]环状狭缝通道流动沸腾传热的理论及实验研究[D]. 苏顺玉.华中科技大学 2005
[3]垂直矩形窄缝流动过冷沸腾时的汽泡行为和换热[D]. 潘良明.重庆大学 2002
硕士论文
[1]熔盐堆非能动余热排出系统设计及排盐罐换热特性[D]. 孙露.哈尔滨工程大学 2015
[2]竖直矩形窄缝内饱和流动沸腾传热[D]. 梁祥飞.重庆大学 2004
[3]竖直窄环隙流道自然对流过冷沸腾换热研究[D]. 曹夏昕.哈尔滨工程大学 2003
本文编号：2995608
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