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

矩形回路铅铋自然循环稳定性研究

王欣 匡波 王舒婷 胡文军 任丽霞

王欣, 匡波, 王舒婷, 胡文军, 任丽霞. 矩形回路铅铋自然循环稳定性研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(S1): 62-68. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S1.0062
引用本文: 王欣, 匡波, 王舒婷, 胡文军, 任丽霞. 矩形回路铅铋自然循环稳定性研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(S1): 62-68. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S1.0062
Wang Xin, Kuang Bo, Wang Shuting, Hu Wenjun, Ren Lixia. Study on Stability of Natural Circulation of LBE in Rectangular Circuit[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(S1): 62-68. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S1.0062
Citation: Wang Xin, Kuang Bo, Wang Shuting, Hu Wenjun, Ren Lixia. Study on Stability of Natural Circulation of LBE in Rectangular Circuit[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(S1): 62-68. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S1.0062

矩形回路铅铋自然循环稳定性研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.S1.0062
详细信息
    作者简介:

    王 欣(1992—),男,博士研究生,现主要从事反应堆热工水力及瞬态分析研究,E-mail: kasim56@163.com

  • 中图分类号: TL331

Study on Stability of Natural Circulation of LBE in Rectangular Circuit

  • 摘要: 为了对矩形回路铅铋自然循环流动稳定性进行分析,得到影响自然循环流动的因素及其作用规律,采用时域法,开发一维系统程序FRTAC对铅铋自然循环进行数值计算,分析处理动态时序判定其稳定特性,获得了铅铋自然循环在相关工况条件下的稳定域与稳定性边界、铅铋自然循环回路的流动稳定性特性,以及影响因素与规律。研究表明,增大回路加热段长度会使系统的稳定性增强,而增大流道直径以及冷热段心位差均会使系统稳定性裕量降低,稳定性减弱。

     

  • 图  1  铅铋自然循环试验回路

    Figure  1.  LBE Natural Circulation Loop

    图  2  FRTAC程序中主回路离散化

    管段1—加热段;管段2, 3—热段;管段4—冷却段;管段5, 6, 7, 9, 10—冷段;管段8—流量计扁管;管段11—阀门

    Figure  2.  Main Loop Discretization in FRTAC

    图  3  引入不同加热功率阶跃下的流量变化

    Figure  3.  Flow Variation under Different Heating Power Steps

    图  4  LDRQ的变化

    Figure  4.  Variation of LDR with Q

    图  5  QcGc不稳定边界随LS的变化

    Figure  5.  Variation of Unstable Boundary between Qc and Gc with LS

    图  6  不同LS下的动态稳定边界

    Figure  6.  Dynamic Stability Boundary under Different LS

    图  7  QcGc随流道直径的变化

    Figure  7.  Variation of Qc and Gc under Different Flow Channel Diameters

    图  8  不同流道直径下的动态稳定边界

    Figure  8.  Dynamic Stability Boundary under Different Flow Channel Diameters

    图  9  QcGcLH的变化

    Figure  9.  Variation of Qc and Gc with LH

    图  10  不同LH下的动态稳定边界

    Figure  10.  Dynamic Stability Boundary under Different LH

    表  1  铅铋自然循环回路参数

    Table  1.   Parameters of LBE Natural Circulation Loop

    参数类型参数值
    主回路工质LBE(铅44.5%,铋55.5%)
    循环类型自然循环
    主管道内径/m42
    LS/m1.5
    冷却段长度/m1.2
    冷热段中心距离/m3.5
    总循环长度/m13.7
    回路循环高度/m5
    运行压力/MPa1.5
    下载: 导出CSV
  • [1] WANG X, KUANG B, HU W J, et al. Natural circulation with LBE as a working substance to be published in: progress in nuclear energy[J]. Progress in Nuclear Energy, 2022, 153: 104428. doi: 10.1016/j.pnucene.2022.104428
    [2] 陈钊. 小型自然循环铅冷快堆SNCLFR-100热工水力设计与安全分析研究[D]. 合肥: 中国科学技术大学, 2015.
    [3] MA W M, KARBOJIAN A, SEHGAL B R. Experimental study on natural circulation and its stability in a heavy liquid metal loop[J]. Nuclear Engineering and Design, 2007, 237(15-17): 1838-1847. doi: 10.1016/j.nucengdes.2007.02.023
    [4] LU D G, ZHANG X, GUO C. Stability analysis for single-phase liquid metal rectangular natural circulation loops[J]. Annals of Nuclear Energy, 2014, 73: 189-199. doi: 10.1016/j.anucene.2014.06.014
    [5] WU Q, SIENICKI J J. Stability analysis on single-phase natural circulation in Argonne lead loop facility[J]. Nuclear Engineering and Design, 2003, 224(1): 23-32. doi: 10.1016/S0029-5493(03)00099-2
    [6] IDELCHIK I E. Handbook of hydraulic resistance[M]. 4th ed. New York: Begell House, Inc. , 2007.
    [7] CHENG X, TAK N I. Investigation on turbulent heat transfer to lead–bismuth eutectic flows in circular tubes for nuclear applications[J]. Nuclear Engineering and Design, 2006, 236(4): 385-393. doi: 10.1016/j.nucengdes.2005.09.006
    [8] 陈听宽,荆建刚,罗毓珊. 并联管两相流不稳定性的研究[J]. 工程热物理学报,2002, 23(1): 99-102. doi: 10.3321/j.issn:0253-231X.2002.01.028
    [9] 贾斗南. 沸腾传热和汽液两相流动[M]. 北京: 原子能出版社, 1993: 136-139.
    [10] YI T T, KOSHIZUKA S, OKA Y. A linear stability analysis of supercritical water reactors, (II): coupled neutronic thermal-hydraulic stability[J]. Journal of Nuclear Science and Technology, 2004, 41(12): 1176-1186. doi: 10.1080/18811248.2004.9726346
    [11] 侯东,刘鹏飞,林萌,等. 加热通道内超临界流动的稳定性分析−频域分析[J]. 上海交通大学学报,2012, 46(4): 520-523. doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2012.04.003
  • 加载中
图(10) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  172
  • HTML全文浏览量:  20
  • PDF下载量:  39
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-02-21
  • 修回日期:  2023-03-27
  • 刊出日期:  2023-06-15

目录

    /

    返回文章
    返回