自然循环蒸汽发生器热工水力过程的数值仿真

发布时间：2023-04-25 01:51

　　当前核电迎来了发展的春天，中国各地区也正积极地发展核电建设。在继续推进我国核电发展的背景下，特别要加强核电关键设备的安全运行。蒸汽发生器是连接核电站一、二回路的枢纽，是核动力装置中的重要设备。据国际压水堆核电站运行事故统计，蒸汽发生器相关事故在核电事故中占有很大比重，其运行性能对核电站的安全、经济运行有重要的影响。因此，研究蒸汽发生器的运行性能对蒸汽发生器的设计乃至核电站的安全运行具有重要的理论和实际意义。但由于核电站事故属于超设计基准事故，一旦发生将会造成很大的危害，所以对这些事故的实验研究有着较大的局限性。而随着计算机的发展，计算机仿真在核电站事故研究领域中所起的作用越来越重要，可以弥补实验所无法完成的部分研究。 本文基于漂移流模型对蒸汽发生器稳态工况下的热工水力特性进行数值模拟研究。首先，本文基于一维分布参数方法建立了蒸汽发生器一次侧、二次侧、传热管和蒸汽室的微分方程系统，其中二次侧沸腾区域采用的是四方程漂移流模型来进行描述。其次，对所建立的蒸汽发生器微分方程系统的封闭性进行了分析，并建立了求解微分方程所采用的数值算法：即采用交错网格的一阶迎风差分格式对模型方程进行离散，通过交叉...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 研究背景
        1.2.1 蒸汽发生器内的热工水力过程研究
        1.2.2 研究蒸汽发生器热工水力过程的仿真模型
        1.2.3 对蒸汽发生器热工水力特性的计算方法
    1.3 本文的工作
第二章 蒸汽发生器热工水力分析的数学模型
    2.1 蒸汽发生器的物理模型
        2.1.1 蒸汽发生器的类型
        2.1.2 U 型管蒸汽发生器的结构及运行流程
    2.2 蒸汽发生器热工过程的建模
    2.3 漂移流模型及流场方程
        2.3.1 单相流守恒方程
        2.3.2 两相漂移流守恒方程
    2.4 管壁热传导模型
    2.5 水和管壁的物性方程
        2.5.1 IAPWS－IF97 状态方程
        2.5.2 U 型管热物性状态方程
    2.6 流场结构守恒方程
        2.6.1 流型图谱及关系式
        2.6.2 壁面阻力模型
        2.6.3 传热谱及关系式
        2.6.4 界面传热和传质模型
        2.6.5 漂移流密度参数关系式
    2.7 本章小结
第三章 数值方法及程序流程
    3.1 流场方程的半隐差分格式及求解
        3.1.1 交错网格差分及方程线性化
        3.1.2 边界条件及界面参数
        3.1.3 压力矩阵和方程组的求解方法
    3.2 导热方程的差分格式及求解
        3.2.1 全隐格式的离散差分方程
        3.2.2 边界节点方程及界面参数
        3.2.3 方程矩阵的 TDMA 算法
        3.2.4 集总参数差分方程
    3.3 自然循环过程的迭代求解
    3.4 计算步骤与流程图
    3.5 本章小结
第四章 蒸汽发生器稳态特性的模拟结果与验证
    4.1 计算边界条件
    4.2 满负荷水平下的热工水力特性分析
    4.3 其它负荷水平下的热工水力特性分析
    4.4 本章小结
总结
    主要结论
    展望
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意见



本文编号：3800462