检索结果-内蒙古大学图书馆

原子能科学技术 2017年第7期51卷 1202-1207页

作者：刘家磊蔡琦陈玉清海军工程大学核能科学与工程系湖北武汉430033

非能动安全壳冷却系统(PCCS)能在反应堆发生事故时将安全壳内部的热量及时导出,避免安全壳因超温、超压而失效。为强化换热,本文设想在安全壳内部安装阻隔带和液滴收集装置,通过降低层流区液膜厚度、扰动不可凝气体隔离层并充分利用湍... 详细信息

非能动安全壳冷却系统(PCCS)能在反应堆发生事故时将安全壳内部的热量及时导出,避免安全壳因超温、超压而失效。为强化换热,本文设想在安全壳内部安装阻隔带和液滴收集装置,通过降低层流区液膜厚度、扰动不可凝气体隔离层并充分利用湍流的换热强化作用,降低总的换热热阻,提高换热效率。以AP1000为例,依托GDLM模型对改进前后安全壳的换热情况进行分析,结果表明,通过安装阻隔带和液滴收集装置,能降低安全壳壁面的液膜厚度,提高壁面热流量,从而实现强化换热。

关键词：安全壳非能动安全壳冷却系统膜状冷凝强化换热

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非能动安全壳冷却系统传热传质模型研究

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核动力工程 2013年第5期34卷 118-123页

作者：蒋孝蔚余红星孙玉发黄代顺中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610041

安全壳分析程序CONTAIN采用的滞止液膜模型(SFM)对非能动安全壳冷却系统冷凝质量流量的预测低于试验值。因此,根据扩散层模型(DLM)与SFM在计算冷凝质量流量是等效的,通过对比利用质量分数形式菲克定律发展的改进扩散层模型(GDLM)与DLM... 详细信息

安全壳分析程序CONTAIN采用的滞止液膜模型(SFM)对非能动安全壳冷却系统冷凝质量流量的预测低于试验值。因此,根据扩散层模型(DLM)与SFM在计算冷凝质量流量是等效的,通过对比利用质量分数形式菲克定律发展的改进扩散层模型(GDLM)与DLM的差异,对不可凝气体存在下的CONTAIN冷凝和蒸发模型加以改进。利用冷凝板试验和热板蒸发试验对改进后的CONTAIN程序进行验证,结果表明改进后模型计算的传热系数和传质系数比原模型更接近试验值。

关键词：非能动安全壳冷却系统冷凝蒸发扩散层模型

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非能动安全壳冷却系统外侧辐射换热与自然对流研究

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原子能科学技术 2013年第11期47卷 2009-2013页

作者：郭建娣韩伟实苏州热工研究院有限公司江苏苏州215004 哈尔滨工程大学核科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001

本文建立了1∶10的二维钢制安全壳外侧辐射换热和自然对流模型,并用先进流体计算软件Fluent对流场进行计算,得到了完整流道下的速度流场、钢制安全壳上封头顶部的空气速度矢量图,并得出钢制安全壳上封头顶部存在空气滞留区的结论。分析... 详细信息

本文建立了1∶10的二维钢制安全壳外侧辐射换热和自然对流模型,并用先进流体计算软件Fluent对流场进行计算,得到了完整流道下的速度流场、钢制安全壳上封头顶部的空气速度矢量图,并得出钢制安全壳上封头顶部存在空气滞留区的结论。分析了通道宽度、空气进流速度及壁面黑度对通道换热的影响,结果表明:适当的通道宽度和空气进流速度均能提高通道的换热和换热效率;壁面黑度的提高能明显增强钢制安全壳上封头处的辐射换热。

关键词：非能动安全壳冷却系统辐射换热自然对流 Fluent

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非能动安全壳冷却系统传热关系式研究

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核动力工程 2014年第1期35卷 19-22页

作者：蒋孝蔚余红星孙玉发雍泾中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610041

利用低雷诺数区域的计算流体力学（CFD）模型对非能动安全壳冷却系统（PCCS）COPAIN冷凝试验装置进行模拟，针对其对流传热试验工况进行理论计算，并用COPAIN试验数据进行验证。利用验证后的CFD模型将COPMN试验对流换热工况参数扩展到... 详细信息

利用低雷诺数区域的计算流体力学（CFD）模型对非能动安全壳冷却系统（PCCS）COPAIN冷凝试验装置进行模拟，针对其对流传热试验工况进行理论计算，并用COPAIN试验数据进行验证。利用验证后的CFD模型将COPMN试验对流换热工况参数扩展到温差为40-80℃区域，通过理论计算得到对流传热Nusselt数，并拟合出与Dittus-Boelter关系式形式相似的传热关系式。最后，将经该关系式闭合的集总参数法程序冷凝模型的冷凝传热结果与西屋公司为AP600开展的Wisconsin冷凝试验数据进行对比，结果显示，经新关系式闭合的冷凝传热模型计算结果更接近于试验值。

关键词：非能动安全壳冷却系统冷凝对流传热关系式低雷诺数区域计算流体力学

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非能动安全壳冷却系统空气混合对流换热试验研究

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原子能科学技术 2024年第4期58卷 771-782页

作者：杨鹏王国栋李万总黄思洋周明慧刘宇生态环境部核与辐射安全中心北京102401 上海核工程研究设计院股份有限公司上海200233 上海核能装备测试验证中心有限公司上海200233

为论证大型非能动核电厂空气导流板优化方案的可行性,搭建了安全壳冷却能力验证试验台架(COCOVET)。本文选取COCOVET空气冷却试验工况,采用粒子图像测速(PIV)手段将非能动安全壳冷却系统(PCS)环腔的空气流动可视化,通过对比试验数据和... 详细信息

为论证大型非能动核电厂空气导流板优化方案的可行性,搭建了安全壳冷却能力验证试验台架(COCOVET)。本文选取COCOVET空气冷却试验工况,采用粒子图像测速(PIV)手段将非能动安全壳冷却系统(PCS)环腔的空气流动可视化,通过对比试验数据和程序模拟结果,研究PCS环腔空气强迫对流和自然对流并存的混合对流换热现象,论证导流板优化方案可行性。研究结果表明:PCS环腔下降段空气到达导流板尾部区域后,大部分空气折流180°进入上升段,沿导流板向上流动,少量空气沿冷却面继续向下流动。在无导流板区域,加热面传热方式以偏自然对流类型为主,加热面热流密度沿高度方向基本不变。在有导流板区域,PCS环腔上升段存在明显的入口效应,加热面热流密度呈现迅速增加后降低的趋势。安全壳安全分析程序计算值和试验值符合良好,适用于模拟空气混合对流换热过程。研究结果验证了大型非能动核电厂导流板优化方案可行性,也丰富了空气混合对流换热研究内容。

关键词：空气导流板非能动安全壳冷却系统空气混合对流换热程序适用性

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非能动安全壳冷却系统CFD冷凝和蒸发模型研究

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核动力工程 2013年第S1期34卷 188-191,195页

作者：黄代顺蒋孝蔚余红星中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室成都610041

利用计算流体动力学(CFD)程序平台CASTEM,开发非能动安全壳冷却系统的冷凝、蒸发模型。冷凝模型中分别采用Buleev和k-ε两种湍流模型,蒸发模型采用了***(2009)发展的液膜蒸发模型。试验验证分析表明,计算值与试验值吻合较好,所建立的冷... 详细信息

利用计算流体动力学(CFD)程序平台CASTEM,开发非能动安全壳冷却系统的冷凝、蒸发模型。冷凝模型中分别采用Buleev和k-ε两种湍流模型,蒸发模型采用了***(2009)发展的液膜蒸发模型。试验验证分析表明,计算值与试验值吻合较好,所建立的冷凝、蒸发模型能较好地模拟非能动安全壳冷却系统在稳态下的传热传质特性。

关键词：非能动安全壳冷却系统 CFD 冷凝蒸发

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非能动安全壳冷却系统水分配装置设计

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核动力工程 2002年第A2期23卷 103-106页

作者：张廷祥唐宇中国核动力研究设计院成都610041

非能动安全壳冷却系统(PCCS)水分配装置是PCCS的重要组成部分,也是系统功能能否实现的关键。本文简要介绍了水分配装置的功用、设计原则、结构设计和设计特点。

关键词：非能动安全壳冷却系统水分配装置设计非能动安全系统

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非能动安全壳冷却系统内含不凝性气体凝结换热研究

非能动安全壳冷却系统内含不凝性气体凝结换热研究

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作者：张柯远山东大学

学位级别：博士

201 1年3月11日,东日本大地震发生,日本福岛核电站出现了严重的核泄漏事故,举世皆惊。为避免此类事故,世界各国均迅速开展了不依赖外部电源或水源的非能动安全壳冷却系统(Passive Containment Cooling System,PCCS)的研究。环路热管(Loo... 详细信息

201 1年3月11日,东日本大地震发生,日本福岛核电站出现了严重的核泄漏事故,举世皆惊。为避免此类事故,世界各国均迅速开展了不依赖外部电源或水源的非能动安全壳冷却系统(Passive Containment Cooling System,PCCS)的研究。环路热管(Loop Heat Pipe,LHP)广泛应用于空间设备等热控制系统。LHP同时也是一种很有潜力的核反应堆非能动冷却方式。基于此,研究者提出了一种新型的非能动安全壳冷却技术(LHP-PCCS)。然而,由于安全壳内本身存在空气,不凝性气体的存在会严重影响到凝结的换热系数。再者,环路热管抽真空过程中也会残留空气,降低回路内蒸汽在凝结器内的凝结换热。研究不凝性气体对蒸发器管外以及凝结器管内水蒸汽凝结换热的影响,提出强化换热措施,建立LHP-PCCS传热系统模型,并评价换热强化措施对LHP-PCCS传热性能的影响具有重要的理论意义,对实现我国三代核电技术型号优化升级,进一步提高机组安全性和经济性具有重要的应用价值。本文设计并搭建竖直管外含不凝性气体凝结换热可视化实验台,通过选用不同表面特性的实验管,分别开展竖直管外含不凝性气体膜状凝结和珠状凝结换热的实验研究。针对膜状凝结换热,基于扩散层理论建立了凝结热阻模型,量化了凝结换热过程的液膜热阻和不凝性气体层热阻,采用迭代计算的方式确定了膜状凝结中的气液界面温度,进而探究了含不凝性气体膜状凝结换热特性,并分析了空气摩尔分数、壁面过冷度及蒸汽分压对含不凝性气体膜状凝结换热的影响机理。针对珠状凝结换热,研究了表面改性管外含不凝性气体珠状凝结的传热特性,并与相同工况下的膜状凝结换热性能进行了对比。对比结果表明,珠状凝结能够显著强化含不凝性气体膜状凝结的换热能力,然而,强化效果会随着空气摩尔分数的增大而减小,当空气摩尔分数为30%时,珠状凝结强化换热效果为33.7%。本文通过数值模拟研究了多通道凝结器内蒸汽-空气混合气体凝结传热传质过程。混合气体的流动及传热通过质量、动量、能量和组分输运方程求解,液膜采用欧拉液膜模型进行独立计算,气相和液相之间的耦合计算则通过基于扩散层理论的相变模型来实现。数值模拟结果如下:大量空气分布于凝结器的冷凝管束中,而非上、下集箱内。空气在冷凝管内的聚集减少了纯蒸汽凝结的有效换热面积,同时,冷凝管内壁面的表面换热系数也会受到内部流场的影响,因此,凝结器的整体换热性能随着内部空气质量的增加而线性下降。通过为凝结器上集箱设置合适的均压孔板,能够有效地改善凝结器的换热性能。与无均压孔板的凝结器相比,结构改进后的凝结器内绝大多数空气进入下集箱,凝结器换热性能大幅提升,最高可达87.8%。基于以上的局部含不凝性气体凝结研究,本文进一步分析LHP-PCCS回路内流动及传热耦合过程,建立LHP-PCCS热工水力学整体模型。基于系统总换热面积最小为目标函数,提出LHP-PCCS两相回路的设计新方法,开发Matlab代码,求解LHP-PCCS结构尺寸、饱和工质温度和最佳充液率。在此基础上,建立了包含安全壳内及回路内不凝性气体影响的LHP-PCCS性能评价模型,研究安全壳内空气质量分数和回路运行前空气分压力对LHP-PCCS两相回路传热特性的影响规律及机制。结合蒸发器外珠状凝结换热强化措施,以及凝结器结构改进措施,通过求解热工水力学模型分析了凝结换热强化后的PCCS传热性能。结果表明,珠状凝结换热强化能为非能动安全壳冷却系统传热功率带来11.9～12.8%的增幅;在系统内存在不凝性气体的情况下,凝结器结构改进能够为系统传热功率带来13.8%～42.5%的增幅,增幅大小随着回路运行前空气分压力的增大而逐渐提升。

关键词：凝结不凝性气体非能动安全壳冷却系统环路热管强化换热

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非能动安全壳冷却系统DBC工况下流动传热特性研究

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核科学与工程 2024年第2期44卷 385-394页

作者：梁潇肖术芳陶俊谢小飞华龙国际核电技术有限公司北京100089

拓展非能动安全系统的应用场景、简化安全系统及支持系统的设计、提高电厂经济性是三环路压水堆优化创新的主要方向之一,使用非能动安全壳冷却系统(PCS)应对设计基准工况(DBC)是重要技术选项,在DBC工况下利用PCS有效导出安全壳内热量,... 详细信息

拓展非能动安全系统的应用场景、简化安全系统及支持系统的设计、提高电厂经济性是三环路压水堆优化创新的主要方向之一,使用非能动安全壳冷却系统(PCS)应对设计基准工况(DBC)是重要技术选项,在DBC工况下利用PCS有效导出安全壳内热量,使安全壳内温度、压力及相应的放射性释放满足限值要求。本文基于三环路压水堆开式非能动安全壳冷却系统,采用RELAP/SCDAP-SIM程序建模,开展该系统在DBC工况下的流动传热特性研究,分析影响该系统应对DBC可行性的关键因素。研究结果表明,在不改变换热器形式的情况下,为了应对DBC工况,换热器传热管数量与严重事故工况相比将增加约2.5倍,该系统在安全壳内的布置成为限制其可行性的关键因素。传热管管径和壁厚对系统自然循环能力和导热功率影响较小。系统冷热芯位差不能过高,否则无法建立有效的自然循环。蒸汽冷凝换热系数是系统导热功率的关键影响因素,有必要开展在DBC环境条件下安全壳内蒸汽冷凝换热实验,获得与真实条件更加符合的换热系数。本文研究成果为PCS应对DBC相关的系统、换热器设计及工程验证提供参考。

关键词：非能动安全壳冷却系统流动传热特性设计基准工况

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应用GOTHIC8.0程序模拟非能动安全壳冷却系统冷凝和蒸发现象的适用性研究

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原子能科学技术 2016年第8期50卷 1416-1421页

作者：王国栋扈本学上海核工程研究设计院上海200233

在非能动安全壳冷却系统(PCS)设计基准事故的排热过程中,安全壳内壁面蒸汽冷凝现象和安全壳外壁面水膜蒸发现象是两种非常关键的排热途径。本文应用GOTHIC8.0程序模拟了安全壳内壁面蒸汽冷凝和安全壳外壁面水膜蒸发传热过程,并通过蒸汽... 详细信息

在非能动安全壳冷却系统(PCS)设计基准事故的排热过程中,安全壳内壁面蒸汽冷凝现象和安全壳外壁面水膜蒸发现象是两种非常关键的排热途径。本文应用GOTHIC8.0程序模拟了安全壳内壁面蒸汽冷凝和安全壳外壁面水膜蒸发传热过程,并通过蒸汽冷凝试验和水膜蒸发试验数据,对GOTHIC程序的模拟结果进行了分析和评价。研究结果表明:GOTHIC程序的蒸汽冷凝模型可较好地模拟蒸汽冷凝传热现象;水膜蒸发模型明显低估了水膜蒸发换热量,这对设计基准事故安全壳完整性分析是非常保守的,建议对GOTHIC程序进行适当开发,更好地模拟水膜蒸发换热过程。

关键词：非能动安全壳冷却系统 GOTHIC 蒸汽冷凝水膜蒸发

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