高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

低压稳定流动闪蒸过程空泡份额分布特性分析

张永发 杜可越 曹夏昕 房玉良 刘小丫 蒋立志

张永发, 杜可越, 曹夏昕, 房玉良, 刘小丫, 蒋立志. 低压稳定流动闪蒸过程空泡份额分布特性分析[J]. 核动力工程, 2021, 42(6): 12-16. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0012
引用本文: 张永发, 杜可越, 曹夏昕, 房玉良, 刘小丫, 蒋立志. 低压稳定流动闪蒸过程空泡份额分布特性分析[J]. 核动力工程, 2021, 42(6): 12-16. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0012
Zhang Yongfa, Du Keyue, Cao Xiaxin, Fang Yuliang, Liu Xiaoya, Jiang Lizhi. Characteristic Analysis on Distribution of Void Fraction during Stable Flow Flashing Process under Low Pressure[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(6): 12-16. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0012
Citation: Zhang Yongfa, Du Keyue, Cao Xiaxin, Fang Yuliang, Liu Xiaoya, Jiang Lizhi. Characteristic Analysis on Distribution of Void Fraction during Stable Flow Flashing Process under Low Pressure[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(6): 12-16. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0012

低压稳定流动闪蒸过程空泡份额分布特性分析

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.06.0012
基金项目: 国家自然科学基金(11605033)
详细信息
    作者简介:

    张永发(1982—),男,讲师,现主要从事核动力工程方面的研究,E-mail: zhangyf@163.com

    通讯作者:

    曹夏昕,E-mail: caoxiaxin@hrbeu.edu.cn

  • 中图分类号: TL33

Characteristic Analysis on Distribution of Void Fraction during Stable Flow Flashing Process under Low Pressure

  • 摘要: 以低压自然循环系统内产生的闪蒸现象为研究对象,对闪蒸驱动的稳定两相自然循环流动阶段的空泡份额变化规律进行分析,通过分析发现上升段入口流体温度及水箱液位高度都会对流动闪蒸汽化过程的规律产生影响,使得空泡份额径向和轴向分布不一样。通过分析,得出影响汽化过程的主要因素是流体过热度,可知减小上升段入口流体过热度,闪蒸起始点会下移,闪蒸两相段变长;随着闪蒸汽化的不断进行,流体过热度逐渐减小,轴向空泡份额先迅速增加而后逐渐变缓,径向空泡份额分布由“壁峰”型衍变成“核峰”型。然后,然后基于流体当地过热度变化,拟合给出了不同工况下轴向空泡份额计算关系式,与实验数据对比符合较好,相对误差在±15%以内。

     

  • 图  1  实验系统示意图

    T1~T9—热电偶;ΔP1、ΔP2 —差压传感器;P1~P3 —压力传感器;TA1~TA3 —温度测点

    Figure  1.  Schematic Diagram of Experimental System

    图  2  WMS处时均空泡份额沿径向分布图

    Tin, 上升段—上升段入口温度;α—时均空泡份额,r—径向位置

    Figure  2.  Radial Distribution of Time-averaged Void Fraction at WMS Position at Different Fluid inlet Temperatures

    图  3  不同流体入口温度轴向中心位置处时均空泡份额分布     

    Z—轴向位置;L—上升段长度

    Figure  3.  Distribution of Time-averaged Void Fraction at Axial Center Position at Different Fluid inlet Temperatures

    图  4  上升段底部静压变化曲线

    Figure  4.  Variation Curve of Static Pressure at Bottom of Rising Section

    图  5  不同水箱液位下WMS处时均空泡份额变化曲线

    Figure  5.  Variation Curve of Void Fraction at WMS Position at Different Tank Levels

    图  6  流体过热度随轴向高度的变化

    Figure  6.  Variation of Fluid Superheat Degree along Axial Height     

    图  7  流体过热度随空泡份额的变化

    Figure  7.  Variation of Fluid Superheat Degree with Void Fraction      

    图  8  不同流体过热度下计算值与实验值的比值

    Figure  8.  Ratio of Calculated Values to Experimental Values for Different Fluid Superheat Degree

    表  1  实验测量参数的不确定度

    Table  1.   Uncertainty of Parameters Measured in Experiment

    测量参数A类不确定度/%B类不确定度/%总不确定度/%
    温度0.53~7.220.3630.64~7.23
    压力5.25~15.830.2835.26~15.83
    压差0.12~13.640.2070.24~13.64
    体积流量0.59~6.680.2050.62~6.68
    下载: 导出CSV
  • [1] 邢继. 华龙一号能动与非能动相结合的先进压水堆核电厂[M]. 北京: 中国原子能出版社, 2016: 21.
    [2] 宋代勇,赵斌,袁霞,等. “华龙一号”能动与非能动相结合的安全系统设计[J]. 中国核电,2017(4): 468-471.
    [3] 徐锡斌,徐济鋆,黄海涛,等. 低压下两相自然循环流动不稳定性的实验研究[J]. 核科学与工程,1996, 16(2): 104-113.
    [4] 郭予飞,苏光辉,喻真烷,等. 低压低含汽率工况下两相自然循环流动不稳定的实验研究[J]. 核科学与工程,1999, 19(2): 137-141.
    [5] 姜胜耀,张佑,吴莘馨. 自然循环静态流量漂移诱发动态流量振荡研究[J]. 清华大学学报(自然科学版),2000, 40(2): 17-32.
    [6] JIANG S Y, WU X X, WU S R. Experimental study on flashing concerned Instability in a natural circulation system at nuclear heating reactor conditions[J]. Kerntechnik, 1997, 62(1): 56-62.
    [7] VAN B, DE K, MANERA A, et al. Analytical modeling of flashing-induced instabilities in a natural circulation cooled boiling water reactor[J]. Nuclear Engineering and Design, 2002(215): 87-98. doi: 10.1016/S0029-5493(02)00043-2
    [8] MANERA A, ROHDE U, PRASSER H M, et al. Modeling of flashing-induced instabilities in the start-up phase of natural-circulation BWRs using the two-phase flow code FLOCAL[J]. Nuclear Engineering and Design, 2005(235): 1517-1535. doi: 10.1016/j.nucengdes.2005.01.008
    [9] MANERA A. Experimental and analytical investigations on flashing-induced instabilities in natural circulation two-phase systems[D]. Nederland : Delft University of Technology, 2003.
    [10] FURUYA M, INADA F, VAN D H. Flashing-induced density wave oscillations in a natural circulation BWR-mechanism of instability and stability map[J]. Nuclear Engineering and Design, 2005(235): 1557-1569. doi: 10.1016/j.nucengdes.2005.01.006
    [11] MANERA A, PRASSER H M, LUCAS D, et al. Three-dimensional flow pattern visualization and bubble size distributions in stationary and transient upward flashing flow[J]. International Journal of Multiphase Flow, 2006, 32(8): 996-1016. doi: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2006.03.005
    [12] 房玉良,曹夏昕,倪嵩,等. 低压自然循环系统流动闪蒸过程流型[J]. 原子能科学技术,2019, 53(11): 2162-2168.
    [13] 杜可越. 流动闪蒸过程中的汽相分布规律研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2019: 6.
  • 加载中
图(8) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  164
  • HTML全文浏览量:  75
  • PDF下载量:  33
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-11
  • 修回日期:  2021-01-07
  • 刊出日期:  2021-12-09

目录

    /

    返回文章
    返回