10MW高温气冷堆蒸汽发生器稳定性实验研究.pdfVIP

第 卷 第 期 3 $ 核 动 力 工 程 D90 3 $0 60 3 % % % 年 $3 月 6789:; =?: @ABCA::CAB E:8 0 3 % % % !#$ 高温气冷堆蒸汽发生器稳定性实验研究! 居怀明 刘志勇 黄志勇 李 军 何学东 ) 清华大学核能技术设计研究院，北京，$%%%!/ . 摘要 介绍了$%’ 高温气冷堆盘管式直流蒸汽发生器双管工程模拟实验回路的技术特征和主要技术 指标。实验系统用高温氦气作为热源，采用 $2 $ 全尺寸模拟，进行了#%F 负荷工况两相流稳定性验证实 验、入口过冷度、蒸汽出口压力、流量及入口阻力对两相流稳定性影响的研究。结果表明，蒸汽发生器 #%F 负荷设计工况下，蒸汽出口压力30 G H /0 %=; 、给水温度1G H $!%I 、入口节流阻力大于/%J=; 时系统 能稳定运行；蒸汽发生器在小于3%F 负荷设计工况下不能稳定运行。 关键词 高温气冷堆 直流蒸汽发生器 两相流 ! 前 言 $%’ 高温气冷堆) *+,-$% . 的蒸汽发生器 为直流型、小盘管、组件式结构。整个蒸汽发 实验系统及实验方法 生器由#% 根小曲率半径的螺旋管并联组成。盘 # ! 实验系统 管曲率半径与管径之比约为/0 1 。由于盘管曲率 本实验系统包括三个独立回路：氦气回 半径小，易造成汽- 水分层及二次环流现象，影 路、一次冷却水回路、二次冷却回路) . 图 。其 $ 响流动稳定性。又由于工作压力在中压范围， 中，氦气回路由一个主回路和一个旁路组成。 对稳定性不利。管内流体不稳定流动，不仅会 由氦风机出来的一股氦气流入主氦气回路，另 引起蒸汽发生器传热恶化，而且不能为汽轮机 一股流入旁路，最后两者汇流后进入过滤器， 提供稳定热工参数，甚至会危及反应堆的安全 完成氦气循环，氦气净化系统与旁路相连接。 运行。*+,-$% 蒸汽发生器结构及热工参数的独 主氦气回路包括氦风机、联箱、流量调节阀、 特性，目前无直接经验可借鉴，因此，建立了 流量孔板、电加热器、蒸发管、热交换器及过 一个全尺寸双管模拟实验装置，以验证*+,-$% 滤器。主氦回路由并联两路组成。 蒸汽发生器流动稳定性。 一次冷却水回路由流程泵、截止阀、预热 本实验系统用电加热模拟核热加热氦气， 器、入口联箱、流量计、入口节流孔板、蒸汽 再由氦气加热直流蒸汽发生器。实验本体蒸发 发生器、出口联箱、冷凝器、热交换器、稳压 管结构尺寸采用原型参数，$2 $ 全尺寸模拟热工 罐、储水罐组成，工质为去离子水。它的给排 水力参数。考虑到单管装置不能用来研究管间 水系统包括一个不锈钢储水罐和一个电动式柱 脉动的不稳定性现象，而管间脉动可能是直流 塞泵。二次冷却水系统由屏蔽泵、调节阀、空 蒸汽发生器的主要不稳定现象，因此，本实验 气冷却塔组成。 装置采用3 根螺旋蒸发管作为实验本体。 实验系统主要设备参数见文献4 5