中国实验快堆蒸汽发生器稳态特性分析及热工水力设计
发布时间：2021-03-05 09:53
研究快堆蒸汽发生器的热工水力机理对快堆蒸汽发生器的安全可靠运行有着重要意义。本文以中国实验快堆的俄罗斯进口钠-水蒸汽发生器为研究基础,采用半解析法建立了蒸汽发生器稳态特性数学模型,深入分析了快堆蒸汽发生器的沸腾换热机理,在此基础上编制了钠加热蒸汽发生器的热工水力设计程序,讨论了不同结构参数对蒸汽发生器性能的影响,并对其进行优化,得到最优的管束结构。最后运用数值模拟的方法对两种不同支撑板结构进行局部数值模拟,得到了有益的结论,能够指导工程应用。本文的主要工作和结论如下：（1）比较和分析了高压高热流密度工况下适用于中国实验快堆蒸汽发生器的热工水力计算公式,对传热管内流体的沸腾区域进行合理的划分,结果表明：使用偏离饱和泡核沸腾（DNB）处的质量含气率作为沸腾区域的划分依据是合理的。（2）采用半解析法建立了中国实验快堆蒸汽发生器的数学模型,探讨其沸腾换热机理,研究表明：核态沸腾区域和膜态沸腾区域换热机理差别较大；同时,在核态沸腾区域和其余传热区域内,影响沸腾传热的主要因素不同。（3）对中国实验快堆蒸汽发生器进行稳态换热分析,研究了二次侧负荷、入口水温度和液态钠流量对蒸汽发生器换热的影响,研究表...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
1.1 快堆发展概述
1.1.1 快堆简介
1.1.2 CEFR冷却剂的选择
1.1.3 CEFR作原理
1.2 蒸汽发生器的研究现状
1.2.1 蒸汽发生器的分类
1.2.2 蒸汽发生器稳态换热特性分析
1.2.3 蒸汽发生器的热工水力设计
1.3 本文主要研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
2 CEFR SG热工水力理论分析
2.1 CEFR SG模型简化与假设
2.2 换热工质的物性参数
2.3 CEFR SG传热理论分析
2.3.1 传热计算原理
2.3.2 一次侧放热计算
2.3.3 二次侧对流传热计算
2.4 CEFR SG水动力理论分析
2.4.1 单相流动压降的计算
2.4.2 两相流动压降的计算
2.4.3 局部压降的计算
2.5 本章小结
3 CEFR SG稳态换热特性分析
3.1 模型简化与假设
3.2 数学模型
3.2.1 总传热方程及能量方程
3.2.2 过冷与过热区域传热模型
3.2.3 核态和膜态沸腾区域传热模型
3.2.4 方程的求解
3.2.5 模型验证
3.3 满负荷条件下CEFR SG稳态换热研究
3.4 CEFR SG稳态换热影响因素研究
3.4.1 二次侧水/蒸汽流量对SG换热性能的影响
3.4.2 二次侧入口水温度对SG换热性能的影响
3.4.3 一次侧液态钠流量对SG换热性能的影响
3.5 本章小结
4 钠加热蒸汽发生器热工水力设计
4.1 程序的开发
4.1.1 模型简化与假设
4.1.2 程序流程图
4.1.3 程序验证
4.2 蒸汽发生器的综合性能评价
4.3 快堆蒸汽发生器性能影响因素研究
4.3.1 长度L对快堆蒸汽发生器性能的影响
4.3.2 外径do对快堆蒸汽发生器性能的影响
4.3.3 壁厚δ、间距t对快堆蒸汽发生器性能的影响
4.4 快堆蒸汽发生器几何参数优化
4.5 本章小结
5 CEFR SG支撑板结构的局部数值模拟
5.1 支撑板结构模型的构建
5.1.1 模型简化
5.1.2 控制方程
5.1.3 边界条件及物性参数
5.1.4 网格划分及独立性分析
5.1.5 模型验证
5.2 支撑板结构模拟结果分析
5.2.1 圆形孔和梅花孔流场分析
5.2.2 圆形孔和梅花孔结构综合性能分析
5.3 本章小结
结论与展望
1 结论
2 展望
参考文献
附录A MATLAB部分程序
附录B 圆形孔和梅花孔支撑板结构下管程和壳程工质的传热系数
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国实验快堆一回路热工水力稳态计算程序开发[J]. 饶彧先,崔满满,郭赟. 原子能科学技术. 2012(09)
[2]我国能源安全面临的挑战与对策[J]. 孙根紧. 理论界. 2012(03)
[3]高温气冷堆螺旋管直流蒸汽发生器时域模型[J]. 朱宏晔,居怀明,段日强,薄涵亮. 清华大学学报(自然科学版). 2012(02)
[4]蒸汽发生器一维均相流模型及其换热性能[J]. 张羽,孙宝芝,张国磊,杨元龙. 原子能科学技术. 2012(01)
[5]中国实验快堆的安全特性[J]. 徐銤. 核科学与工程. 2011(02)
[6]核电站反应堆的主要堆型简介[J]. 肖雪夫,张伟华. 机器人技术与应用. 2011(03)
[7]套管式直流蒸汽发生器稳态特性分析[J]. 刘建阁,彭敏俊,张志俭,黎华. 哈尔滨工程大学学报. 2009(07)
[8]CEFR主工艺系统和设备的特点、设计和力学分析[J]. 余华金,李文宏,王兵,杨红义,刘嘉一. 原子能科学技术. 2008(S2)
[9]高温气冷堆核电站在我国的商业化前景[J]. 王迎苏. 中国核电. 2008(03)
[10]螺旋内管双面换热的稳态解析法[J]. 赵福宇,王要帅,彭劲枫. 核动力工程. 2008(04)
硕士论文
[1]管壳式换热器的数值模拟与优化设计[D]. 王明军.中南大学 2011
[2]满液式太阳能蒸汽发生器的结构设计及传热研究[D]. 蒋君之.华中科技大学 2011
[3]管壳式换热器的数值模拟及优化设计[D]. 高绪栋.山东大学 2009
[4]直流蒸汽发生器建模与控制方法研究[D]. 陈兴华.哈尔滨工程大学 2009
[5]管束间狭窄通道单相及沸腾两相流动阻力特性实验研究[D]. 赵桂生.上海交通大学 2008
[6]蒸汽发生器工作过程动态仿真[D]. 郭海红.哈尔滨工程大学 2007
[7]核电蒸汽发生器热工水力稳态特性计算分析研究[D]. 姚彦贵.上海交通大学 2007
[8]压水堆蒸汽发生器U型管换热特性研究[D]. 何啸峰.南华大学 2006
[9]蒸汽发生器热力设计与系统动态过程仿真[D]. 黄东煜.哈尔滨工程大学 2006
本文编号：3065006
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
1.1 快堆发展概述
1.1.1 快堆简介
1.1.2 CEFR冷却剂的选择
1.1.3 CEFR作原理
1.2 蒸汽发生器的研究现状
1.2.1 蒸汽发生器的分类
1.2.2 蒸汽发生器稳态换热特性分析
1.2.3 蒸汽发生器的热工水力设计
1.3 本文主要研究内容及技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
2 CEFR SG热工水力理论分析
2.1 CEFR SG模型简化与假设
2.2 换热工质的物性参数
2.3 CEFR SG传热理论分析
2.3.1 传热计算原理
2.3.2 一次侧放热计算
2.3.3 二次侧对流传热计算
2.4 CEFR SG水动力理论分析
2.4.1 单相流动压降的计算
2.4.2 两相流动压降的计算
2.4.3 局部压降的计算
2.5 本章小结
3 CEFR SG稳态换热特性分析
3.1 模型简化与假设
3.2 数学模型
3.2.1 总传热方程及能量方程
3.2.2 过冷与过热区域传热模型
3.2.3 核态和膜态沸腾区域传热模型
3.2.4 方程的求解
3.2.5 模型验证
3.3 满负荷条件下CEFR SG稳态换热研究
3.4 CEFR SG稳态换热影响因素研究
3.4.1 二次侧水/蒸汽流量对SG换热性能的影响
3.4.2 二次侧入口水温度对SG换热性能的影响
3.4.3 一次侧液态钠流量对SG换热性能的影响
3.5 本章小结
4 钠加热蒸汽发生器热工水力设计
4.1 程序的开发
4.1.1 模型简化与假设
4.1.2 程序流程图
4.1.3 程序验证
4.2 蒸汽发生器的综合性能评价
4.3 快堆蒸汽发生器性能影响因素研究
4.3.1 长度L对快堆蒸汽发生器性能的影响
4.3.2 外径do对快堆蒸汽发生器性能的影响
4.3.3 壁厚δ、间距t对快堆蒸汽发生器性能的影响
4.4 快堆蒸汽发生器几何参数优化
4.5 本章小结
5 CEFR SG支撑板结构的局部数值模拟
5.1 支撑板结构模型的构建
5.1.1 模型简化
5.1.2 控制方程
5.1.3 边界条件及物性参数
5.1.4 网格划分及独立性分析
5.1.5 模型验证
5.2 支撑板结构模拟结果分析
5.2.1 圆形孔和梅花孔流场分析
5.2.2 圆形孔和梅花孔结构综合性能分析
5.3 本章小结
结论与展望
1 结论
2 展望
参考文献
附录A MATLAB部分程序
附录B 圆形孔和梅花孔支撑板结构下管程和壳程工质的传热系数
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国实验快堆一回路热工水力稳态计算程序开发[J]. 饶彧先,崔满满,郭赟. 原子能科学技术. 2012(09)
[2]我国能源安全面临的挑战与对策[J]. 孙根紧. 理论界. 2012(03)
[3]高温气冷堆螺旋管直流蒸汽发生器时域模型[J]. 朱宏晔,居怀明,段日强,薄涵亮. 清华大学学报(自然科学版). 2012(02)
[4]蒸汽发生器一维均相流模型及其换热性能[J]. 张羽,孙宝芝,张国磊,杨元龙. 原子能科学技术. 2012(01)
[5]中国实验快堆的安全特性[J]. 徐銤. 核科学与工程. 2011(02)
[6]核电站反应堆的主要堆型简介[J]. 肖雪夫,张伟华. 机器人技术与应用. 2011(03)
[7]套管式直流蒸汽发生器稳态特性分析[J]. 刘建阁,彭敏俊,张志俭,黎华. 哈尔滨工程大学学报. 2009(07)
[8]CEFR主工艺系统和设备的特点、设计和力学分析[J]. 余华金,李文宏,王兵,杨红义,刘嘉一. 原子能科学技术. 2008(S2)
[9]高温气冷堆核电站在我国的商业化前景[J]. 王迎苏. 中国核电. 2008(03)
[10]螺旋内管双面换热的稳态解析法[J]. 赵福宇,王要帅,彭劲枫. 核动力工程. 2008(04)
硕士论文
[1]管壳式换热器的数值模拟与优化设计[D]. 王明军.中南大学 2011
[2]满液式太阳能蒸汽发生器的结构设计及传热研究[D]. 蒋君之.华中科技大学 2011
[3]管壳式换热器的数值模拟及优化设计[D]. 高绪栋.山东大学 2009
[4]直流蒸汽发生器建模与控制方法研究[D]. 陈兴华.哈尔滨工程大学 2009
[5]管束间狭窄通道单相及沸腾两相流动阻力特性实验研究[D]. 赵桂生.上海交通大学 2008
[6]蒸汽发生器工作过程动态仿真[D]. 郭海红.哈尔滨工程大学 2007
[7]核电蒸汽发生器热工水力稳态特性计算分析研究[D]. 姚彦贵.上海交通大学 2007
[8]压水堆蒸汽发生器U型管换热特性研究[D]. 何啸峰.南华大学 2006
[9]蒸汽发生器热力设计与系统动态过程仿真[D]. 黄东煜.哈尔滨工程大学 2006
本文编号：3065006
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3065006.html
