摘要：加热通道内发生沸腾相变时会出现流动不稳定,研究螺旋管内沸腾两相流动不稳定过程对螺旋管式直流蒸汽发生器的设计和运行具有重要意义。本文通过在热工实验平台中开展单根螺旋管内的沸腾两相流动实验,研究螺旋管内发生沸腾两相流动时的流动不稳定现象,通过实验分析加热功率上升过程中螺旋管内流量压降等参数在不同时刻的变化规律以及频谱特征,并将发生的沸腾两相流动不稳定性进行分类。结果表明在实验参数范围:压力为0.1~3MPa、流量为300~1200kg/h、入口过冷度为20~100℃、实验段加热功率为0~200kW时,螺旋管加热通道内随着功率的增加会先出现流量漂移不稳定性,当流量漂移至另一流量值后,在低出口含汽率情况下会出现高频低振幅的密度波振荡,在高含汽率下会出现低频高振幅的密度波振荡。通过实验研究还发现入口过冷度、入口流量以及系统压力的增加均会提高系统的稳定性。

摘要：印刷电路板式换热器(PCHE)作为超临界CO_(2)布雷顿循环的重要候选设备,其性能对新一代核反应堆安全性及经济性具有十分重要的意义。为探索超临界CO_(2)布雷顿循环Z字形PCHE预冷器通道内的换热性能,本文针对Z字形微小通道内的超临界CO_(2)-水换热开展了试验研究。超临界CO_(2)试验条件如下:压力7.5~9.0 MPa、温度50~90℃、流量300~600 kg/(m^(2)·s);试验本体直径2.0 mm、节距7.24 mm、弯折角40°。通过布置多个温度测点,获得复杂微小通道内沿程温度分布数据,研究了不同工况参数对沿程对数平均温差及整体换热系数的影响,并进一步评估了整体法与分段法对计算结果的影响。结果表明,整体换热系数在拟临界区附近呈现较高水平。在给定工况下,提高CO_(2)入口温度对换热器整体换热系数的影响较小;随着入口压力的提高,整体换热系数峰值降低;增大入口质量流速可明显提高换热器的整体换热能力。另外,在靠近拟临界的换热工况中,整体法与分段法的整体换热系数计算结果偏差明显,而在跨拟临界的换热工况中,计算结果偏差明显减小。

摘要：有效导热系数用来表征高温气冷球床堆堆芯综合传热能力,提高球床有效导热系数的预测精度对于高温气冷球床堆的热工设计和安全分析十分重要。为了优化球床壁面区域有效导热系数模型,本文针对无序石墨球床有效导热系数开展数值研究,分析了无序堆积球床主体区域、近壁面区域以及壁面区域有效导热系数的分布特性。结果表明:壁面区域有效导热系数相对于主体区域和近壁面区域显著降低,其平均降幅约为22%。因此引入了修正系数C_(w)对ZBS模型在壁面区域进行优化,对于球床主体区域及近壁面区域修正系数C_(w)=1,对于壁面区域,修正系数C_(w)=0.78。通过与前期无序球床实验数据和南非HTTU实验数据的对比,验证了优化后的ZBS模型能较好地预测球床壁面区域有效导热系数。

摘要：质量流量是核电站热功率核算的关键参数之一,核电站一般采用文丘里流量计和孔板流量计同时测量,然而在低流量区文丘里流量计呈现出明显波动,其参数不稳定严重影响核电站的正常运行。本文基于理论分析结合数值分析,发现脉动流动是导致文丘里流量计测量波动的主要原因。基于分析结果,对文丘里流量计提出了优化设计方案,通过在文丘里管上游集成流量调整装置,从而减小脉动流,有效提升文丘里流量计的稳定性。此外,开展了集成不同类型流量调整装置的文丘里流量计压损特性数值研究,结果表明K-Lab型流量调整装置阻力较小。本文提出的方案可有效提升文丘里流量计测量精度。

摘要：为深入分析沸腾两相流动振荡诱发沸腾临界的影响特性,本文以去离子水为工质,横截面19 mm×19 mm、中心为外径9.5 mm的单棒通道为研究对象,通过在不同热工参数下开展沸腾两相流动特性可视化实验研究,结合汽泡行为和汽-液界面特性,分析流动振荡诱发沸腾临界的影响特性。研究结果表明,低压力、低质量流速和低入口过冷度下,极易出现流动振荡,并导致沸腾临界提前发生,此时的临界热流密度与稳定工况下相比明显偏低;随着壁面热流密度不断增加,流道中两相流型先后出现泡状流、弹状流、合并弹状流、搅混流、剧烈搅混流、不稳定环状流;当流动出现剧烈振荡时,流道存在回流;发生沸腾临界时流道压降波动最大,对应的流型为不稳定环状流。因此,单棒通道内流动振荡可能会导致沸腾临界提前发生。

摘要：研究了国产N36锆合金包壳在600、700℃和800℃常压下形成的氧化层微观形貌和表面润湿特性。对N36锆合金样件进行氧化,并测量了氧化层厚度和表面接触角。对样件表面进行扫描电子显微镜(SEM)观测获得样件的表面微观形貌,利用能谱仪(EDS)对样件表面进行局部扫描获得了成分元素种类和含量分布,分析了氧化温度和氧化时间对于N36锆合金表面润湿性的影响规律。结果表明,氧化后的样件表面润湿性增强,氧化层表面裂纹的尺寸、深度、内部结构都会影响表面润湿性。随着氧化温度升高,裂纹尺寸有增加的趋势。在同一氧化温度下,随着氧化时间的增长,样件表面裂纹的尺寸和数量都有增加的趋势。本文研究有助于深入了解N36锆合金包壳材料表面氧化的微观特性。

摘要：有效导热系数是高温气冷球床堆热工设计和安全分析程序中的基本参数,ZBS模型广泛应用于球床结构有效导热系数的预测。本文针对ZBS模型中的关键经验型参数——接触面积系数φ进行了分析,通过对不同堆积结构球床有效导热系数的数值分析,获得了12组接触直径比和配位数及其对应的φ值,然后通过多元线性分析获得φ的计算公式。与德国SANA实验结果进行比较,发现改进后的ZBS模型预测能力优于其他模型。改进后的ZBS模型的计算结果与先前实验测量的球床主体区域的有效导热系数吻合也很好。本文研究结果可为高温气冷球床堆的设计和安全分析提供理论支持。

摘要：定位格架作为燃料组件的关键部件之一,直接影响到燃料组件的热工性能。本文对带结构格架(MVG)和跨间搅混格架(MSMG)的5×5全长加热棒束单相流场和温度场采用计算流体力学(CFD)程序进行数值分析研究,获得该特征棒束组件出口二次流场以及温度场分布特性。研究表明,定位格架下游流场受定位格架和距离的影响,定位格架上游流场对下游二次流几乎无影响,定位格架导致流体强烈的横向二次流,增强了流体和加热棒之间的换热能力,使得棒束子通道截面流体温度更加均匀。与5×5全长棒束出口子通道温度的实验数据对比分析表明,获得的计算模型可以较好地分析该型棒束组件结构温度场行为。

摘要：对汽泡附壁接触直径随汽泡生长的变化过程进行了现象描述和理论分析。对大量已有文献中相关的实验数据进行分析,得到汽泡无因次附壁接触直径随无量纲汽泡生长时间的变化关系,提出了与无量纲汽泡生长速度、无量纲汽泡半径相关的汽泡附壁接触直径经验关系式。在确定此关系式中的2个系数后,关系式能很好地预测文献中的汽泡附壁接触直径,误差在±20%以内。

摘要：本文采用流道间隙为2 mm和2.5 mm的实验段,以水为工质,对流动过冷沸腾时不同压力下汽泡动力学特性进行了研究。发现在较高压力下,壁面要达到更高的过热度才会出现汽泡,汽泡生长时间更长,汽泡直径较小,生长速度较低;较高压力下生长的汽泡成串排列在加热壁面上,其沿壁面滑移距离随着过冷度和热流密度的增加而增大。较高压力下小汽泡容易发生滑移现象的原因在于高压力使气泡的直径减小,导致气泡的受力发生改变,而使气泡的行为发生改变。