核电站主管道破裂后流体喷射反作用力计算研究

发布时间：2023-03-23 02:12

　　主蒸汽、主给水管道是核电站的重要组成部分。由于地震、疲劳应力等原因,在高温、高压条件下运行的主蒸汽、主给水管道有可能发生破裂。管道一旦破裂,流体将从管道破口处高速喷出并伴随产生巨大的喷射反作用力。长且柔的管道在喷射反力的驱动下将会发生甩动,从而可能对周围结构和设备造成严重破坏,并严重威胁到周边工作人员的人身安全,甚至可能影响到核安全并导致难以承受的二次灾害的发生。因此,非常有必要对极端条件下有可能发生的管道破裂及流体喷射产生的反作用力进行计算研究,以便后期有针对性地对管道甩击问题进行研究并采取合适的防护措施。对管道甩击问题而言,流体喷射引起的喷射反力的大小是重要的输入变量。喷射反力的准确计算是核电站主管道破裂甩击问题分析及其防护的关键一环,对其进行深入研究具有重要意义。 计算喷射反力的关键在于确定主管道破裂之后管道中流体的速度场、密度场和压强场。核电站主管道中的水可能以液态水、水蒸气或气水混合物的状态存在,且这三种状态下流体的特性各不相同。本文区分这三种状态并分别给出喷射反力的求解方法,之后将之应用于具体算例的分析并将计算得到的喷射反力与美国ANSI规范(ANSI/ANS-58.2-1...

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 喷射反力通用计算方法
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 液态水喷射反力计算
    2.1 概述
    2.2 水击理论分析方法
        2.2.1 控制方程组
        2.2.2 特征线法求解
    2.3 理论分析
        2.3.1 局部水头损失考虑方法
        2.3.2 初值条件
        2.3.3 边值条件
    2.4 算例分析
        2.4.1 分析对象
        2.4.2 ANSI 规范计算方法与结果
        2.4.3 水击理论分析结果
        2.4.4 对比分析
    2.5 本章小结
第3章 水蒸气喷射反力计算
    3.1 概述
    3.2 水蒸气喷射基本理论
        3.2.1 等熵流理论
        3.2.2 临界流理论
        3.2.3 理想气体等截面绝热流动理论
    3.3 稳态喷射理论分析
        3.3.1 基本假设
        3.3.2 喷射反力计算
    3.4 算例分析
        3.4.1 ANSI 规范计算方法与结果
        3.4.2 稳态喷射理论计算结果
        3.4.3 对比分析
    3.5 管道扁平化对喷射反力的影响
    3.6 本章小结
第4章 气水混合物喷射反力计算
    4.1 概述
    4.2 两相临界流理论
        4.2.1 基本概念
        4.2.2 两相临界流
    4.3 MOODY 模型与喷射反力计算
        4.3.1 MOODY 模型
        4.3.2 喷射反力计算方法
    4.4 算例分析
        4.4.1 ANSI 规范计算方法与结果
        4.4.2 MOODY 模型计算结果
        4.4.3 对比分析
    4.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢



本文编号：3768066