中國實驗快堆蒸汽發(fā)生器穩(wěn)態(tài)特性分析及熱工水力設(shè)計.pdf

1、研究快堆蒸汽發(fā)生器的熱工水力機(jī)理對快堆蒸汽發(fā)生器的安全可靠運(yùn)行有著重要意義。本文以中國實驗快堆的俄羅斯進(jìn)口鈉-水蒸汽發(fā)生器為研究基礎(chǔ)，采用半解析法建立了蒸汽發(fā)生器穩(wěn)態(tài)特性數(shù)學(xué)模型，深入分析了快堆蒸汽發(fā)生器的沸騰換熱機(jī)理，在此基礎(chǔ)上編制了鈉加熱蒸汽發(fā)生器的熱工水力設(shè)計程序，討論了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對蒸汽發(fā)生器性能的影響，并對其進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)的管束結(jié)構(gòu)。最后運(yùn)用數(shù)值模擬的方法對兩種不同支撐板結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部數(shù)值模擬，得到了有益的結(jié)論，能夠指導(dǎo)工程

2、應(yīng)用。本文的主要工作和結(jié)論如下:
　　(1)比較和分析了高壓高熱流密度工況下適用于中國實驗快堆蒸汽發(fā)生器的熱工水力計算公式，對傳熱管內(nèi)流體的沸騰區(qū)域進(jìn)行合理的劃分，結(jié)果表明:使用偏離飽和泡核沸騰(DNB)處的質(zhì)量含氣率作為沸騰區(qū)域的劃分依據(jù)是合理的。
　　(2)采用半解析法建立了中國實驗快堆蒸汽發(fā)生器的數(shù)學(xué)模型，探討其沸騰換熱機(jī)理，研究表明:核態(tài)沸騰區(qū)域和膜態(tài)沸騰區(qū)域換熱機(jī)理差別較大;同時，在核態(tài)沸騰區(qū)域和其余傳熱區(qū)域內(nèi)，影

3、響沸騰傳熱的主要因素不同。
　　(3)對中國實驗快堆蒸汽發(fā)生器進(jìn)行穩(wěn)態(tài)換熱分析，研究了二次側(cè)負(fù)荷、入口水溫度和液態(tài)鈉流量對蒸汽發(fā)生器換熱的影響，研究表明:隨著二次側(cè)負(fù)荷的降低，沸騰段長度逐漸減小，沸騰貢獻(xiàn)降低;入口水溫度升高，液態(tài)鈉向二次側(cè)工質(zhì)傳遞的總熱量減少;液態(tài)鈉的流量對各傳熱區(qū)域的長度比例分配和水蒸汽出口溫度影響較為明顯，可以通過液態(tài)鈉的流量控制水蒸汽的出口溫度。
　　(4)對鈉加熱蒸汽發(fā)生器進(jìn)行熱工水力設(shè)計，探討了傳

4、熱管長度、外徑、壁厚、管間距對蒸汽發(fā)生器性能的影響，采用JF因子評估蒸汽發(fā)生器的綜合性能。在此基礎(chǔ)上，采用信噪比(SN)確定每個控制因素的貢獻(xiàn)比，對比JF因子可知，每個控制因素對蒸汽發(fā)生器性能的影響是相對獨立的，得到綜合性能最優(yōu)的管束結(jié)構(gòu)?？紤]建造成本，使用成本效益比（CER）評估蒸汽發(fā)生器的整體性能，發(fā)現(xiàn)此時管束最優(yōu)結(jié)構(gòu)與綜合性能最優(yōu)結(jié)構(gòu)不完全一致，主要區(qū)別在于傳熱管長度的選擇。
　　(5)采用大型商業(yè)軟件FLUENT對圓形孔支