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进出口阻力对倒U型管束内倒流特性的影响分析

马松洋 李明芮 陈文振 郝建立 肖红光 叶磊

马松洋, 李明芮, 陈文振, 郝建立, 肖红光, 叶磊. 进出口阻力对倒U型管束内倒流特性的影响分析[J]. 核动力工程, 2022, 43(2): 53-58. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.02.0053
引用本文: 马松洋, 李明芮, 陈文振, 郝建立, 肖红光, 叶磊. 进出口阻力对倒U型管束内倒流特性的影响分析[J]. 核动力工程, 2022, 43(2): 53-58. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.02.0053
Ma Songyang, Li Mingrui, Chen Wenzhen, Hao Jianli, Xiao Hongguang, Ye Lei. Influence of Inlet and Outlet Resistance on the Characteristics of Backflow in Inverted U-tube Bundle[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(2): 53-58. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.02.0053
Citation: Ma Songyang, Li Mingrui, Chen Wenzhen, Hao Jianli, Xiao Hongguang, Ye Lei. Influence of Inlet and Outlet Resistance on the Characteristics of Backflow in Inverted U-tube Bundle[J]. Nuclear Power Engineering, 2022, 43(2): 53-58. doi: 10.13832/j.jnpe.2022.02.0053

进出口阻力对倒U型管束内倒流特性的影响分析

doi: 10.13832/j.jnpe.2022.02.0053
详细信息
    作者简介:

    马松洋(1996—),男,硕士研究生,现从事核反应堆安全分析研究,E-mail: 1838814060@qq.com

    通讯作者:

    陈文振, E-mail: cwz2@21cn.com

  • 中图分类号: TL334

Influence of Inlet and Outlet Resistance on the Characteristics of Backflow in Inverted U-tube Bundle

  • 摘要: 蒸汽发生器(SG)倒U型管束内倒流问题增大了自然循环条件下SG的流动阻力,降低了系统自然循环能力,对反应堆安全产生了负面影响。针对上述问题,以船用SG为研究对象,分别采用理论分析和计算流体动力学(CFD)数值模拟方法,通过修圆并联倒U型管束内管板开孔,研究了采用改进方案前后管板的流量分配和倒流特性。结果表明,通过修圆短管管板开孔,在自然循环工况下能有效降低SG流动阻力,增大短管的流量分配,从而降低倒流临界流量,延缓倒流现象的发生。研究结论为SG倒U型管束内倒流问题提供了一种可行的解决方案,可以为解决倒流问题研究提供支持。

     

  • 图  1  流量分配管板的改进示意图

    Figure  1.  Improvement Schematic Diagram of Flow Distribution Tube Plate

    图  2  改进前后各组U型管平均流量占比随总流量变化

    Figure  2.  Average Flow Proportion of U-tubes in Each Group Changing with the Total Flow Before and After Improvement

    图  3  SG腔室的进出口压降随流量变化曲线

    Figure  3.  Variation Curve of Inlet and Outlet Pressure Drop of SG Chamber with Flow Rate

    图  4  SG正流和倒流时的温度分布

    Figure  4.  Temperature Distribution of SG under Forward Flow and Backflow

    图  5  SG正流时的流场

    Figure  5.  Flow Field in SG under Forward Flow

    图  6  SG并联倒U型管束内流速矢量图

    Figure  6.  Vector Diagram of Flow Velocity in SG Parallel Inverted U-tube Bundle

    图  7  改进后SG腔室的进出口压降随流量下降曲线

    Figure  7.  Inlet and Outlet Pressure Drop Curve of SG Chamber with Flow after Improvement

    表  1  并联倒U型管束内流量分配

    Table  1.   Flow Distribution in Parallel Inverted U-tube Bundle

    流动状态管板结构流量分配/%
    第1组第3组第5组
    低流量改进前31.0733.9634.97
    改进后42.0533.0424.91
    较高流量改进前33.1733.3333.50
    改进后35.2232.2632.52
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-02-04
  • 录用日期:  2021-11-29
  • 修回日期:  2021-09-26
  • 刊出日期:  2022-04-02

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