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三角布置棒束内超临界水传热实验研究

崔大伟 陈硕 顾汉洋 林继铭

崔大伟, 陈硕, 顾汉洋, 林继铭. 三角布置棒束内超临界水传热实验研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 33-38. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0033
引用本文: 崔大伟, 陈硕, 顾汉洋, 林继铭. 三角布置棒束内超临界水传热实验研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 33-38. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0033
Cui Dawei, Chen Shuo, Gu Hanyang, Lin Jiming. Experiment Study of Heat Transfer to Supercritical Water in a Triangular-Lattice Configuration[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 33-38. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0033
Citation: Cui Dawei, Chen Shuo, Gu Hanyang, Lin Jiming. Experiment Study of Heat Transfer to Supercritical Water in a Triangular-Lattice Configuration[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 33-38. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0033

三角布置棒束内超临界水传热实验研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0033
详细信息
    作者简介:

    崔大伟(1983—),男,高级工程师,现主要从事先进反应堆总体设计及热工水力设计,E-mail: cuidawei@cgnpc.com.cn

  • 中图分类号: TL33

Experiment Study of Heat Transfer to Supercritical Water in a Triangular-Lattice Configuration

  • 摘要: 在超临界水多功能实验装置上开展了三角布置棒束内超临界水流动传热实验研究,通过实验观测到了通道内棒束周向温度分布不均匀现象和定位格架导致的传热强化现象,获得不同热流密度、质量流量及压力范围内的传热实验数据,拟合得到预测偏差为±15%的三角布置棒束超临界水传热关系式。

     

  • 图  1  超临界水多功能实验装置

    Figure  1.  Scheme of SWAMUP

    图  2  实验本体与格架示意图 mm

    Figure  2.  Scheme of Test Section and Spacer Grid

    图  3  测温点位置

    Figure  3.  Positions of Temperature Measurement Points

    图  4  高度方向壁温的周向分布(P=23 MPa, q=400 kw/m2

    Figure  4.  Circumferential Wall Temperature Distribution along the Height (P=23 MPa, q=400 kw/m2)

    图  5  超临界不同质量流速下换热系数随主流焓值的变化

    Figure  5.  Variations of Heat Transfer Coefficients with Bulk Enthalpy at Different Mass Flux under Supercritical Pressure

    图  6  超临界不同热流密度下换热系数随主流焓值的变化

    Figure  6.  Variations of Heat Transfer Coefficients with Bulk Enthalpy at Different Heat Flux under Supercritical Pressure

    图  7  超临界Nu新拟合公式预测值与实验值对比

    Figure  7.  Comparison of Nusselt Numbers between Predictions by New Correlation and Experimental Results of Supercritical Heat Transfer

    表  1  实验工况参数范围

    Table  1.   Scope of Test Parameters

    参数名称参数值
    系统压力/MPa23
    质量流率/(kg·m−2·s−1)800~1600
    热流密度/(kW·m−2)400~700
    入口温度/℃285~378
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    表  2  实验工况表

    Table  2.   List of Test Conditions

    编号压力/
    MPa
    质量流速/
    (kg·m−2·s−1)
    功率/
    kW
    热流密度/
    (kW·m−2)
    入口
    温度/℃
    123800111.68400285
    223800111.68400360
    323800111.68400376
    423800111.68400378
    5231200111.68400294
    6231200111.68400360
    7231200111.68400377
    8231200111.68400378
    9231600111.68400285
    10231600111.68400345
    11231600111.68400367
    12231600195.45700285
    13231600195.45700330
    14231600195.45700362
    15231600153.56550285
    16231600153.56550335
    17231600153.56550365
    下载: 导出CSV

    表  3  各测量参数的不确定度

    Table  3.   Uncertainties of Various Parameters

    测量参数最大误差
    加热棒直径±0.05 mm
    加热棒长度±1 mm
    系统压力0.2%
    质量流量0.4%
    流体温度±0.5℃
    壁面温度±0.5℃
    直流电压±1%
    直流电流±1%
    换热系数6.3%
    Nu9.1%
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    表  4  超临界传热Nu不同计算公式的误差

    Table  4.   Deviations of Nusselt Numbers between Calculated and Experimental Results of Supercritical Heat Transfer

    计算公式均差/%均方差/%
    DB 8.9 58.1
    Domin 249.6 550.0
    Jackson(1975) −4.0 14.9
    Bishop 3.8 9.3
    Watts-Chou −12.2 12.3
    Petukhov-Kirillov 46.5 187.4
    新拟合公式 −0.6 7.5
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-06-22
  • 修回日期:  2020-12-20
  • 刊出日期:  2021-08-15

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