钢制安全壳外空气流道内的流动及传热特性研究-核能与核技术工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 分类号： 密级： U D C ： 编号： 专业硕士学位论文 （工程硕士） 钢制安全壳外空气流道内的流动 及传热特性研究 硕士研究生 ：王 超 指 导 教 师 ：张智刚 副教授 学 位 级 别 ：工程硕士 工 程 领 域 ：核能与核技术工程 所 在 单 位 ：核科学与技术学院 论文提交日期 ：2014 年 5 月 15 日 论文答辩日期 ：2014 年 6 月 27 日 学位授予单位 ：哈尔滨工程大学 Classified Index: U.D.C: A Dissertation for the Professional Degree of Master （Master of Engineering） Research on Flow and Heat Transfer Character of Air Flow Passage outside Steel Containment Candidate: Wang Chao Supervisor: Associate Prof. Zhang Zhigang Academic Degree Applied for: Master of Engineering Engineering Field : Nuclear Energy and Nuclear Technology Engineering Date of Submission: May.15, 2014 Date of Oral Examination: June.27, 2014 University: Harbin Engineering University 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成 的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文 中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成 果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者（签字）： 日期： 年 月 日 哈尔滨工程大学 学位论文授权使用声明 本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工 作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机 构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数 据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公 布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注 明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。 本论文（□在授予学位后即可 □在授予学位 12 个月后 □解密后）由哈尔滨工程 大学送交有关部门进行保存、汇编等。 作者（签字）： 导师（签字）： 日期： 年 月 日 年 月 日 钢制安全壳外空气流道内的流动及传热特性研究 摘 要 安全壳外空气流道属于安全壳冷却系统的一部分，来自大气环境的冷却空气进入流 道后通过与钢制安全壳外侧壁面产生对流换热作用，导出安全壳内部产生的热量。空气 流道结构对于防止事故工况下由于安全壳内部温度和内部压力过高而对安全壳完整性 构成威胁，能够发挥重要的作用。分析研究安全壳外空气流道的流动及传热特性，研究 不同因素对于流道内速度场及温度场的影响程度，提出导出安全壳内热量的优化方案具 有重要工程意义。 依据安全壳外空气流道的结构特点，使用 GAMBIT 软件对经过简化的流道结构进行 几何建模和网格划分。通过 CFD（Computational Fluid Dynamics）商用软件 FLUENT 建 立数学模型，对空气流道的速度场和温度场及其产生影响的因素模拟和分析研究。通过 计算不同条件下单位时间冷却空气从钢制安全壳内带走的热量，对速度场及温度场产生 影响的不同因素进行比较，根据计算结果，评估了安全壳系统热量导出的优化方案。 根据 FLUENT 数值计算的结果，分别得到了空气流道内速度场及温度场的分布特 性，最大热流值发生在安全壳的顶部位置。通过计算不同条件下单位时间冷却空气从 钢制安全壳内带走的热量，可知在冷却空气温度较低时（283K 以下），随着流道内的 冷却空气流速增大，单位时间冷却空气带走的热量也在提高；在冷却空气温度较高 （283K 以上）的情况下，流速对于单位时间冷却空气导出热量的影响十分有限；安全 壳的换热速率对环段中的空气温度有很大的依赖作用。本论文计算得出的结论与安全 壳系统的大尺度试验数据得到的结论是相吻合的。结果表明在导流板向屏蔽构筑物一 侧平移，冷却空气与钢制安全壳外表面的换热量减少，但减少有限；导流板向钢制安