热工水力1.ppt

对于沿加热通道流动的流体， 液体冷却剂 ３. 摩擦压降 非圆形截面管道沿程损失的计算 A — 有效截面积，m2； X — 湿周，即流体湿润有效截面的周界长度 m； Rh— 水力半径，m。 对充满流体流动的圆形管道，当量直径为 为避免计算时误差过大，长方形截面的长边最大不超过短边的8倍，圆环形截面的大直径至少要大于小直径3倍。 4、局部压降 冷却剂的流动压降—两相流体 多相流（单组分、多组分） 两相流（压水堆、沸水堆、蒸汽发生器） 两相流影响冷却剂传热特性和流动特性 两相流中汽泡还会影响慢化剂的慢化能力 两相流体 ⑵ 基本参数 ① 含汽量 Ⅰ.静态含汽量 ： α是一个比较重要的参数，以往要根据s进行确定，但s需要由实验来求得。为此，一些学者建立一些相应模型，可以不需知道s而求得α 对于环状流，α的计算公式有马蒂内利－内尔逊关系式。汤姆根据改进的数据对它作了修正。 ⑶ 流动压降 目前广为应用的物理模型有均匀流模型和分离流模型。 均匀流模型: 假设两相均匀混合, 把两相流动看作为某一个具有假想物性的单相流动,该假想物性与每一个相的流体的特性有关. 分离流模型: 假设两相完全分开, 把两相流动看作为各相分开的单独的流动, 并考虑相间的相互作用. 核能的转换与传输 核能－热能－机械能－电能 则驱动压头为： 临界流的概念 反应堆失流事故 回路中的阀门由于偶然原因突然关闭 主循环泵因机械原因卡死 主循环泵失去动力电源 措施：紧急停堆，主泵转子加惰转飞轮，增大自然循环驱动压头。 分析方法：第一步求出冷却剂流量随时间的变化，第二步计算燃料元件温度变化和MDNBR。 焓升工程热管因子： 降低热管因子和热点因子的途径 ⑴ 核方面: 径向装载不同富集度的核燃料; 设置反射层; 在适当位置布置控制棒和可燃毒物棒. ⑵ 工程方面: 合理控制加工及安装误差; 改善下腔室的流量分配; 加强冷却剂通道间的横向交混. 影响临界热流量的因素 qDNB是水堆设计的重要参数，因此分析影响qDNB的各种因素，从而找到提高qDNB的各种途径，是一个十分重要的课题。除前面已经讨论的热流分布不均匀、冷壁和定位架等因素外： 1．冷却剂质量流速 对过冷沸腾和低含汽量的饱和沸腾，当冷却剂的质量流速增大时，流体的扰动增加，汽泡容易脱离加热面，从而qDNB增大。 流速增大到一定数值后，在继续增加流速对提高qDNB的贡献就小了。 在高含汽量饱和沸腾的情况下，如果冷却剂的流型是环状流，这时增加冷却剂流速反而会使加热面上的液膜变薄，从而加速烧干。 2．进口处冷却剂过冷度 进口处的冷却剂过冷度越大，则加热面上形成稳定的汽膜所需的热量越多， qDNB增大。 但是当过冷度增大到某一数值时，会发生两相流动不稳定性，导致热管内冷却剂流量减小，从而qDNB下降。 过冷度小到某一数值时，也会发生两相流动不稳定性。究竟如何确定进口冷却剂的过冷度，要根据系统具体的热工和结构参数确定。 3．工作压力 对于加热的流动沸腾系统，压力对qDNB的影响，不同研究人员的观点还不太一致。有些研究人员认为，压力升高， qDNB会稍有下降。单从W-3公式来看，当系统的加热量一定时，压力增加，冷却剂的含汽量也在变化，因而qDNB有可能增大。 对于池式沸腾，当压力小于6.68MPa时， qDNB随压力的增加而增大，压力大于6.68MPa时，压力增大， qDNB反而减小 4．冷却剂焓 沸腾临界发生处的冷却剂焓值的大小，主要反映在含汽量的大小上，冷却剂焓值越高，含汽量越大，从而临界热流量也就越小。 5．通道进口段长度 进口段长度的影响通常用L/d的值来表示，L/d的值越小，受进口局部扰动的影响越大，因而qDNB增大。 L/d的值小于50时， L/d的值的改变对qDNB影响较大。此外，随着进口过冷度和质量流量的增加， L/d的值对qDNB影响相对减小。 6．加热表面粗糙度 加热表面粗糙度的影响，只是对新堆才比较明显。表面粗糙度一方面可以增加汽化核心的数目，另一方面又可以增强流体的湍流扰动，在过冷沸腾和低含汽量饱和沸腾的情况下，会使qDNB增大。但是在高含汽量的饱和沸腾的环状流情况下，粗糙的表面会加强流体的湍流扰动，使加热面上的一薄层液膜变得更薄，从而加速沸腾临界的到来。运行一段时间后，加热面的粗糙度因受流体冲刷而变小了，对qDNB的影响也就小了。 流动不稳定性 定义：在一个质量流速、压降和空泡之间存在着热力－流体动力学联系的两相系统中，