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基于节点法的轴流式预热蒸汽发生器稳态热工水力分析

苏舒 刘承敏 黄伟

苏舒, 刘承敏, 黄伟. 基于节点法的轴流式预热蒸汽发生器稳态热工水力分析[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 39-44. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0039
引用本文: 苏舒, 刘承敏, 黄伟. 基于节点法的轴流式预热蒸汽发生器稳态热工水力分析[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 39-44. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0039
Su Shu, Liu Chengmin, Huang Wei. Steady-State Thermal-Hydraulic Analysis of Steam Generator with Axial Economizer Based on Node Method[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 39-44. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0039
Citation: Su Shu, Liu Chengmin, Huang Wei. Steady-State Thermal-Hydraulic Analysis of Steam Generator with Axial Economizer Based on Node Method[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 39-44. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0039

基于节点法的轴流式预热蒸汽发生器稳态热工水力分析

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0039
详细信息
    作者简介:

    苏 舒(1994—),女,助理工程师,现主要从事核动力装置设计研究,E-mail: 1065936328@qq.com

  • 中图分类号: TL331

Steady-State Thermal-Hydraulic Analysis of Steam Generator with Axial Economizer Based on Node Method

  • 摘要: 基于一维流动假设、传热假设和两相热平衡假设等,采用集总参数法和分布参数法相结合,建立了轴流式预热蒸汽发生器的一维稳态热工水力分析模型。采用C++语言编程,将计算结果与某典型轴流式预热蒸汽发生器热工水力参数的设计值进行对比,结果表明大部分总体参数计算结果的相对误差都在3%以内,验证了模型的合理性;蒸汽发生器中温度、空泡份额、压力等参数沿一次测流体流动方向的变化趋势,符合热工水力学及定性机理分析结果,说明所建立的模型和求解方法能够较准确预测轴流式预热蒸汽发生器稳态热工水力参数分布。

     

  • 图  1  轴流式预热蒸汽发生器的几何模型

    Figure  1.  Geometric Model of Steam Generator with Axial Economizer

    图  2  交错网格节点示意图

    Figure  2.  Schematic Diagram of Staggered Grid Nodes

    图  3  轴流式预热蒸汽发生器管束区主控制体i节点分布图   

    Figure  3.  i-node of Main Control Body of Tube Bundle Area of Steam Generator with Axial Economizer Distribution

    图  4  一维稳态热工水力分析程序流程图

    Figure  4.  Flow Chart for One-Dimensional Steady-State Thermal Hydraulic Analysis

    图  5  温度沿一次侧流体流动方向分布

    Figure  5.  Temperature Distribution along Primary Fluid Flow Direction

    图  6  热流密度及一、二次侧换热系数沿一次侧流体流动方向分布

    Figure  6.  Heat Flow Density and Primary and Secondary Heat Transfer Coefficients Distributed along Primary Fluid Flow Direction

    图  7  二次侧空泡份额沿一次侧流体流动方向分布

    Figure  7.  Distribution of Secondary-Side Cavities Along Direction of Primary Fluid Flow

    图  8  一、二次侧压力沿一次侧流体流动方向分布

    Figure  8.  Primary and Secondary Pressure Distribution along Primary Fluid Flow Direction

    图  9  一、二次侧速度沿一次侧流体流动方向分布

    Figure  9.  Primaryand Secondary Side Velocity Distribution Along Primary Side Fluid Flow Direction

    表  1  计算结果与典型轴流式预热蒸汽发生器热工水力参数比较

    Table  1.   Comparison of Calculation Results with Thermal-Hydraulic Parameters of a Typical Steam Generator with Axial Economizer

    参数名设计值计算值相对误差/%
    二次侧蒸汽产量/(kg·s−1)638.4640.390.3117
    出口蒸汽压力/MPa7.717.7210.1426
    冷侧循环倍率1.21.2352.9
    热侧循环倍率2.42.3930.3
    循环倍率3.63.6280.77
    二次侧水质量/t77.278.9452.260
    二次侧汽质量/t5.55.6122.036
    二次侧汽、水总质量/t82.784.5662.256
    一次侧出口温度/℃295.4295.4650.022
    一次侧平均温度/℃312.6312.6540.017
    一次侧总压降/MPa0.280.2872.5
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-08
  • 修回日期:  2020-06-10
  • 刊出日期:  2021-08-15

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