核动力工程

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乔雪冬, 杨红义, 冯预恒

2006, 27(S1): 1-4,22.

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摘要:
堆容器冷却系统是中国实验快堆(CEFR)一回路系统中的重要辅助系统之一,用于在各种工况下对反应堆堆容器进行冷却。本文利用国际通用的计算流体力学软件STAR-CD对CEFR堆容器冷却系统进行三维数值模拟,得到了在全厂断电事故发展过程中堆容器冷却系统的温度场和流场的瞬态分析结果,为相应部件的力学分析以及其它工况的分析提供了数据,对快堆优化设计和安全分析提供了重要的理论支持。

ACR-700核电厂小破口失水事故分析

郑利民, 申森

2006, 27(S1): 5-8,72.

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摘要:
针对加拿大AECL最新推出的ACR-700先进重水堆核电厂设计,建立CATHENA MOD3.5d重水堆热工水力系统分析程序的分析模型,并用该程序进行小破口失水事故下热传输系统和反应堆热工水力瞬态特性分析。主要分析重水堆核电厂对应反应堆入口集管、热传输泵吸入段及反应堆出口集管3种不同破口位置的典型的最不利事故工况,确定了导致最不利事故后果的破口面积,并给出主要的计算分析结果。

西安脉冲堆稳态堆芯脉冲运行安全性分析及新堆芯布置方案设计

陈立新, 陈伟, 张颖, 江新标, 赵柱民

2006, 27(S1): 9-12,17.

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摘要:
通过对堆芯安全参数的理论计算,分析了西安脉冲堆稳态堆芯布置脉冲运行的可行性。在原设计稳态堆芯的基础上,给出两种新的堆芯布置方案,计算了两种设计方案的堆芯物理参数、安全参数和孔道参数。该项工作对今后简化倒料程序、提高特定孔道参数、降低燃料元件破损事故发生概率具有一定的意义。

严重事故下安全壳内环境条件计算分析

陈松, 刘鑫, 史国宝, 朱鑫官, 蔡剑平

2006, 27(S1): 13-17.

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摘要:
参照对先进压水堆安全壳的要求,结合恰希玛二期工程严重事故缓解措施,对大破口失水事故(LLOCA)叠加安注失效、小破口失水事故(SLOCA)叠加安注失效、全厂断电(SBO)叠加柴油机驱动的辅助给水失效等严重事故序列可能影响安全壳内环境的条件及缓解措施进行了分析。结果表明,恢复喷淋可以明显地降低安全壳内的压力和温度,有效地改善安全壳内的环境,从而改善各种仪表设备的工作条件。

严重事故下核电站安全壳内氢气分布及控制分析

方立凯, 陈松, 周全福

2006, 27(S1): 18-22.

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摘要:
使用安全壳分析程序CONTAIN计算分析了百万千瓦级压水堆核电站严重事故下安全壳内的氢气浓度分布。分别对一回路冷段大破口失水(LB-LOCA)叠加应急堆芯冷却系统(ECCS)失效(不包括非能动的安注箱)事故和全厂断电(SBO)叠加汽轮机驱动的应急给水泵失效事故两个严重事故序列进行了计算。计算结果表明,不同严重事故下,安全壳各隔间对氢气控制系统的要求不同。氢气控制系统的设计必须满足不同事故下的法规要求,提高电站的安全性。

高温堆热气联箱内部流场分析

王金华, 薄涵亮, 姜胜耀, 黄志勇

2006, 27(S1): 23-29.

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摘要:
以高温堆热气联箱为研究对象,在实验研究的基础上,采用流体力学计算程序CFX5对热气联箱和热气导管内部流场进行了数值模拟,以获得热气联箱和热气导管内的速度场、压力场和温度场,为高温堆热气联箱的设计和实验研究提供参考。数值计算结果表明:热气联箱内气流发生剧烈搅混,加速了不同温度气流间的热传递,有利于高温和低温气流间的温度混合。但存在肋片的区域没有发生剧烈的气流搅混,不利于气流间的热传递。热气导管内温度混合率随其长度的增加逐渐增大,热气导管长度2.5m以上时,温度混合率达到99%以上。

聚变实验堆ITER实验包层瞬态热工安全分析

柏云清, 吴宜灿, 陈红丽

2006, 27(S1): 30-33.

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在中国向ITER (International Thermonuclear Experiment Reactor)实验包层工作组提交的双功能锂铅实验包层模块(DFLL-TBM)设计分析的基础上,通过对DFLL-TBM系统相关的瞬态事故如真空室内部冷却剂泄漏、TBM (实验包层模块)内部冷却剂泄漏以及真空室外部冷却剂泄漏事故进行计算分析,评价DFLL-TBM对ITER在热工方面对安全的影响。结果表明:当发生瞬态事故时,DFLL-TBM有能力通过热辐射将余热排出,且包层结构不会熔化。DFLL-TBM可满足ITER在热工方面对安全的要求。

稳压器卸压阀卸压效果研究

纪段, 曹学武, 车济尧

2006, 27(S1): 34-37.

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摘要:
基于国际上模拟严重事故瞬态过程最详细的机理性程序SCDAP/RELAP5/MOD3.1,主要分析研究了核电站未紧急停堆的预期瞬变(ATWS)初因(失去主给水、失去厂外电和控制棒失控提升)叠加辅助给水失效导致的堆芯熔化严重事故进程,并验证阻止ATWS导致堆芯熔化进程的一次侧卸压缓解措施的充分性和有效性。计算分析结果显示,一列稳压器卸压阀不足以充分降低一回路压力,压力仍然停留在10MPa以上,存在很大高压熔堆的风险。增加一列卸压阀可把一回路压力降低到3MPa左右,安注系统得以投入,及时有效地阻止堆芯熔化进程,降低了高压熔堆风险。分析结果还显示高压安注系统的投入对一回路卸压具有重要影响。

新型氮气稳压器系统稳态和瞬态特性研究

张大林, 秋穗正, 苟军利, 贾斗南

2006, 27(S1): 38-42.

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摘要:
根据氮气稳压器系统的基本理论模型,分析了氮气稳压器的稳态和瞬态运行特性,得到了两种不同波动流量工况下,稳压器压力、水位、水区焓、水区质量、氮气温度及氮气体积随时间的变化特性。结果表明:当波动流量为正波动时,稳压器的压力、水区质量、水区焓、水位、氮气温度均呈上升趋势,氮气的体积降低;而当波动流量为负时,各参数变化规律相反。研究表明,氮气稳压器的响应特性较好。两种工况下主要参数的变化趋势与理论分析相一致,但对该模型的实验验证以及控制研究仍需在将来的工作中进行。

WWER-1000燃料组件特点及棒弯曲分析

姚进国

2006, 27(S1): 43-46,52.

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摘要:
本文根据WWER-1000反应堆的设计特点及其运行实践,阐述了WWER-1000燃料组件的设计特点,并与西方压水堆燃料组件进行了相应的比较。重点分析论述了WWER-1000反应堆燃料棒弯曲的特点,以及在热工水力和燃料组件设计中是如何考虑棒弯曲效应的,进行了燃料棒弯曲对临界热流密度影响实验的研究。结果表明:WWER-1000燃料组件在整个运行寿期内的性能是可以保证的。

低干度自然循环流量漂移的特征曲线图谱分析

杨星团, 姜胜耀, 张佑杰

2006, 27(S1): 47-52.

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摘要:
在5MW低温核供热堆全模拟试验回路(HRTL-5)上,实验观察到了低干度自然循环条件下的流量漂移现象。通过一个考虑了加热段欠热沸腾、上升段冷凝、闪蒸等物理过程的两相流动数学模型,编制了相应的计算程序,获得了自然循环特征曲线图谱及其运行曲线,确定了自然循环分岔图和静态不稳定边界图,进而提出了通过自然循环特征曲线图谱研究流量漂移的分析方法。分析表明:特征曲线图谱方法是研究自然循环静态不稳定的有效手段。增大系统压力、减小热流密度、增加入口单相阻力、减小出口两相阻力有利于避免自然循环流量漂移的发生。

平行通道管间脉动试验过程中系统不稳定现象分析

卓文彬, 王飞, 肖泽军

2006, 27(S1): 53-56.

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摘要:
在平行通道管间脉动试验过程中,系统出现了同频率等幅同相脉动和水锤现象。本文对此进行分析讨论的结果表明,回路系统中混凝器的存在容易引起系统的流动不稳定。用文丘里管流量计测量脉动流量除了应考虑测量系统的动态测量要求外,还必须对测量的平均流量和振幅加以修正。

双侧加热环形窄缝通道内单相水的流动传热特性研究

曾和义, 秋穗正, 贾斗南

2006, 27(S1): 57-60,64.

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摘要:
对环形窄缝通道内单相水在双面处于不同的加热热流密度情况下的对流换热特性进行了数值计算。计算结果表明,环形通道内、外壁加热热流密度比值的不同,对环形通道内、外壁与单相水的对流换热特性有着显著的影响。内、外壁面加热热流密度比值较小时,内壁的换热强于外壁的换热,随着内壁加热热流密度的增大,外壁的换热得到增强。但是,当内、外壁加热热流密度比值增加到一定程度时,外壁的对流换热特性将超过内壁的对流换热特性,与文献报道的实验结果一致。此外,环缝间隙的减小将导致环形通道的换热性能下降。

矩形窄缝过冷沸腾汽泡滑移起始点可视化初步研究

何军山, 陈军, 蒋序伦, 赵华

2006, 27(S1): 61-64.

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摘要:
采用高速摄像仪对矩形窄缝汽泡滑移起始点进行了可视化实验初步研究。实验发现,在1.3mm的矩形窄缝中,汽泡滑移起始点在壁面上的分布呈抛物线形状,质量流密度、热流密度和系统压力对汽泡滑移起始点位置影响较大;表面粗糙度和流体波动对汽泡滑移起始点位置和滑移起始点汽泡尺寸大小有较为明显影响。

矩形窄缝通道轴向非均匀加热临界热流密度试验本体设计

熊万玉, 王飞, 马介亮

2006, 27(S1): 65-67,82.

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摘要:
矩形窄缝通道轴向非均匀加热临界热流密度试验研究的关键技术包括试验本体设计、试验技术、试验数据处理等,而试验本体的设计是试验研究能否正常开展的关键。因此,准确、合理的试验本体的设计,对于矩形窄缝通道轴向非均匀加热临界热流密度试验研究是非常重要的。本文介绍了矩形窄缝通道轴向功率按截断余弦分布的临界热流密度试验本体的设计方法和结果。试验采用电加热方式,通过改变试验本体沿轴向的壁厚来实现非均匀加热,本文还介绍了试验本体的绝缘措施,临界测量方法等。

竖直管内弹状流向搅混流转变界限的判定

曹夏昕, 阎昌琪, 孙立成, 孙中宁, 黄渭堂

2006, 27(S1): 68-72.

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摘要:
本文对两种不同管径的竖直管内弹状流向搅混流转变界限的判定进行了实验研究。实验发现,在弹状流向搅混流转变的过程中,管内压力会随气体流量的增加出现先降低后上升的非单调性变化。通过对管内压力和摩阻变化的理论分析,并在可视化观察的基础上,提出压力变化曲线的转折点即为搅混流产生的起始点。然后根据实验数据,绘出两种不同管径下的搅混流转变界限。

竖直环形流道内欠热沸腾时的气泡行为研究

孙立成, 阎昌琪, 孙中宁

2006, 27(S1): 73-76.

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摘要:
一般在沸腾传热实验中壁面的加热方式有电加热和流体加热两种,流体加热方式下的沸腾传热研究进行得很少。在水加热条件下,对水在竖直环形流道内欠热流动沸腾时的气泡行为进行了可视化研究。环隙宽度为5mm和3mm两种,质量流速分别为16.8～55.3kg/(m².s)和15.3～62.1kg/(m².s)。可视化实验结果表明:在贴近壁面的区域存在气泡运动层,大部分气泡在气泡运动层内运动。在宽度为3mm的流道中,气泡在脱离壁面前一般会滑动;滑动距离不超过2～3倍气泡直径,并且存在反复胀缩的现象。5mm流道内的气泡则较少发生滑动,往往在脱离壁面后会被弹回壁面。气泡的滑动和离开壁面后又返回壁面的运动方式是沸腾具有高强度传热能力的原因之一。

多孔介质中流动换热特性的研究进展

闫晓, 肖泽军, 黄彦平, 王飞

2006, 27(S1): 77-82.

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摘要:
多孔介质中的流动与传热涉及许多工程应用,已经成为当前工程热物理学科最为活跃的前沿研究领域之一。本文综述了国内外在多孔介质流动与传热研究领域的现状,总结了多孔介质中流型转变的判别标准、阻力预测模型、多孔结构强化传热机理以及考虑固定相与流动相存在热交换时的局部非热平衡理论,提出了以我国反应堆热工水力为工程背景的多孔介质流动换热基础研究新方向。

高温颗粒在液面下运动的蒸发阻力模型

胡志华, 匡波, 杨燕华

2006, 27(S1): 83-85,98.

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摘要:
在蒸汽爆炸的粗混合过程中,由于液体的快速蒸发,高温颗粒周围会产生一层很薄的蒸汽膜,此时高温颗粒周围的边界层流动与没有液体蒸发时有很大差别。因此,采用常温情况下颗粒在连续液体中运动时的阻力模型是不适用的。本文通过受力分析,考虑高温颗粒受力的分布及表面蒸发对颗粒运动的影响,提出了单个高温颗粒在液面下运动时的蒸发阻力模型。理论分析表明,蒸汽膜的厚度对阻力大小有很大的影响,在蒸汽膜的生长初期,除了相对速度较高的情况,蒸发阻力要大于一般阻力模型的计算值。计算结果表明,除非初始汽膜厚度或相对速度很大,否则计算高温颗粒在液面下运动的阻力时必须要考虑蒸发阻力。

有限深度液体中气泡破碎的参数影响

徐城杰, 白博峰, 王先元, 刘鸿运

2006, 27(S1): 86-90,98.

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摘要:
在改进气泡破碎数理模型的基础上,研究了流体粘性力、气泡壁初始速度、有限液面高度、液面压力、液体密度等因素对气泡破碎的影响规律。数值计算结果表明,气泡临界破碎条件与这些因素密切相关。随着液体深度的增大,气泡更容易破碎,当液体深度大于气泡半径的100倍时,液体深度对气泡破碎临界条件几乎无影响,此时可以近似认为气泡位于无穷深液体中;当气泡壁初始速度为0m/s时,气泡不容易破碎;气泡具有初始收缩的速度时,气泡最容易破碎;随着气泡壁初始速度的绝对值、液体表面压强和液体密度的增大,气泡也更容易破碎。

两相自然循环非线性特征及实验研究

刘晓晶, 匡波, 陈宏, 徐济鋆, 王涛, 孙德祥, 蒋序伦

2006, 27(S1): 91-98.

摘要(5) PDF(0)

摘要:
采用均相模型,基于分岔理论预测了两相自然循环系统的流量漂移(静态分岔)相关特性,并对其进行了实验验证。同时,对系统的动态参数时序进行了时域和频域分析,研究了特定工况下沸腾喷发弛张动态不稳定性机理。通过对系统相关时序的相空间重构与分维分析,探讨了系统随加热功率变化的非线性演化规律。

新型换热器水力实验研究

王盛, 肖泽军, 胡俊, 黄兆庆, 李华奇

2006, 27(S1): 99-101,106.

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摘要:
所研究的新型换热器由5个单元组成。传热管为套管式结构,外管为钛管,外表面均布4条螺旋状肋;内管为呈螺旋状的钛管;传热管之间呈正三角形紧密排列。新型换热器水力实验采用单项实验与整体水力实验相结合的技术路线,利用单项实验模拟各种通道,由标定得出流量与压降的关系。整体水力模拟体比例为1∶1,并对局部进行了简化:用不锈钢直管代替螺旋状的传热管内管;在典型位置传热管上布置了内管静压测管和外管外全压测管。第一阶段为带堵塞棒的实验,第二阶段为不带堵塞棒的实验。通过实验,确定了新型换热器一次侧的流量分配和各部分阻力系数,实验数据已用于新型换热器设计改进。

连续螺旋折流板换热器传热与阻力性能实验研究

曾敏, 彭波涛, 喻澎清, 陈秋炀, 王秋旺, 黄彦平, 肖泽军

2006, 27(S1): 102-106.

摘要(4) PDF(0)

摘要:
对连续螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器壳侧的传热性能及阻力性能进行了实验研究,得出了壳侧阻力和换热的关联式,并将其和非连续螺旋折流板换热器进行了比较。研究发现,在壳侧流速较大时,连续螺旋折流板换热器的传热性能优于弓型折流板换热器和非连续螺旋折流板换热器。

复杂结构节流件非等温单相水阻力特性实验研究

马俊, 卓文彬, 陈炳德

2006, 27(S1): 107-110.

摘要(6) PDF(0)

摘要:
采用理论推导和实验研究相结合的方法对非等温条件下的节流件阻力特性进行了研究。实验参数范围为:流量1.5～33kg/h,进口温度20～70℃,压力1.8～2.4MPa。通过研究节数、喉部直径以及温度、压力、流量和外部热源等参数对节流件阻力特性的影响,获得了计算节流件阻力的经验关系式。研究结果表明:节数、喉部直径和流量、温度等参数对节流件阻力特性的影响较大。入口温度相同时,外界热量的流入对节流件阻力影响较大,节流件进出口温升越大,阻力越小。

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2006年第27卷第S1期

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2006年 第27卷 第S1期

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