【摘 要】
:
事故工况下AP1000反应堆中一回路的高温高压蒸汽通过自动降压系统ADS 1~3注入安全壳内置换料水箱(IRWST)中,在IRWST内发生直接接触冷凝现象(DCC),可防止高温高压蒸汽直接进入安全壳,保证安全壳的完整性。随着蒸汽持续喷入,IRWST中的水温逐渐升高,且可能在IRWST内出现热分层,这不利于堆芯温度和压力的快速下降。此外,蒸汽喷放过程中的传热系数(HTC)决定了蒸汽冷凝速率,这直接影
【基金项目】
:
国家科技重大专项“大型先进压水堆核电站,核电关键设计软件应用研究与补充验证实验”第6子课题专题二:ADS 1~3喷放及PRHR换热相关模型评估补充实验研究(2017ZX06004002-006-002);
论文部分内容阅读
事故工况下AP1000反应堆中一回路的高温高压蒸汽通过自动降压系统ADS 1~3注入安全壳内置换料水箱(IRWST)中,在IRWST内发生直接接触冷凝现象(DCC),可防止高温高压蒸汽直接进入安全壳,保证安全壳的完整性。随着蒸汽持续喷入,IRWST中的水温逐渐升高,且可能在IRWST内出现热分层,这不利于堆芯温度和压力的快速下降。此外,蒸汽喷放过程中的传热系数(HTC)决定了蒸汽冷凝速率,这直接影响一回路冷却速率和降压速率。因此,深入研究蒸汽喷放冷凝传热特性,对于优化喷头设计、确保反应堆安全至关重要。针对自动降压系统及蒸汽喷放行为,目前国内外的试验主要针对系统设计的可靠性验证,重点关注蒸汽喷放时IRWST内整体流动特性,局部冷凝特性研究往往仅限于单孔蒸汽喷放模型,对于多孔喷放时孔间效应关注极少。有限的研究也仅是双孔模型冷凝的局部温度特性研究,没有研究孔间效应对水箱内整体流动特性的影响,更没有四臂模型喷放时相邻臂之间的相互影响效应的研究。因此针对多孔及四臂、异形喷洒器的蒸汽喷放冷凝实验研究亟需进行。基于上述研究现状,本文采取整体缩比水箱及多孔喷洒器进行蒸汽喷放实验,利用高速摄像机及热电偶矩阵等设备获得喷放过程中的流型和温度场。实验结果表明,蒸汽质量流量密度和过冷度会影响蒸汽羽型。蒸汽质量流量密度、孔径以及孔间距与孔径之比P/d等均会影响多孔喷放时相邻孔间蒸汽开始发生联结时的过冷度及联结时的剧烈程度。蒸汽相互联结后,会降低蒸汽传热效率,本文将其定义为相邻孔间联结时的相互屏蔽效应。本文通过实验测量及使用半经验关系式计算同时获得0 了无量纲穿透长度和HTC,测量值与预测值吻合度较高。蒸汽无量纲穿透长度在3.5-11.9之间,多孔蒸汽喷放平均HTC在0.4-2.0MW/(m2·K)之间。本研究获得多孔蒸汽喷放过程中的热工参数,分析其传热特性,定义了相邻喷孔之间的相互屏蔽效应。这对于优化多孔喷洒器的设计具有重要工程价值。此外,本文基于系统软件RELAP5、COSINE对蒸汽喷放过程进行模拟,得到的温度分布与实验测量的温度分布大致相同。其中RELAP5模拟结果最大误差为7.13%,平均误差为2.97%,验证了采用系统程序能够模拟蒸汽喷放过程,但是模拟值与实验值仍有一定的差异;基于COSINE程序对喷放冷凝过程进行模拟时对模型进行了修正和改进,模拟结果最大误差为4.91%,平均误差为1.89%,与实验结果吻合度较高。本研究为COSINE软件的后续改进提供参考,对系统软件开发具有重要的意义。
其他文献
在设计时,反应堆需要考虑非基准事故以及极限事故对反应堆造成的影响,例如一回路破口事故,失流事故等以确保事故工况下反应堆的安全。在这些工况下需要散热,通过冷却剂将其余热量带出,并以气体的形式进行排放。虽然液化会减少核素含量,出口位置仍然需要过滤器进行清理。本文是采用多通道微流体惯性过滤器对颗粒进行过滤。由于设计在初期阶段已经完成,该设计为探索在微流体状态下过滤效果以追求更好的过滤效率。本文依托过滤器
核能的发展对于保障我国的能源安全,实现低碳环保具有显而易见的战略地位,而日益增多的乏燃料限制着核能的可持续发展。在加速器技术推动下发展起来的分离-嬗变技术成为最优核废料处理技术,ADS则被认为是乏燃料后处理的最理想工具。但遗憾的是,到目前为止,还有大量的基础科学问题有待解决,核材料问题与成本问题尤为突出,而采用电子加速器来驱动次临界系统的技术路线因电子加速器技术成熟、设备成本较低而受到关注。在电子
超临界水堆(Supercritical Water Reactor,SCWR)是国际上选用的四代堆型六种中的唯一水堆,因其具有系统简单、经济性好、安全性好、热效率高及技术继承性好等优点而引起国内外研究者广泛关注。超临界水在管道中流动运行时,由于流体本身的纯净度问题及流体对管道的腐蚀作用等原因,超临界水管道中会形成一定量的纳米颗粒。这些纳米颗粒的存在会改变超临界水的流动换热特性,对超临界水堆正常稳定
近年来,随着可再生能源装机比例的持续增长以及异质能量转化设备技术的提高,电力、天然气和供热系统等异质能源系统之间的相互依赖关系日益加强,综合能源系统引起了学术界和产业界的重视。水不仅是能源生产和转化过程中最必需的物质之一,还作为媒介实现了配水网与综合能源系统深度耦合。应当指出,水资源的价格、充裕性等将直接影响综合能源系统的运行效益,为此,亟需探究配水网与综合能源系统之间的相互依赖关系和优化协调运行
2018年“21号文件”的出台,给近几年的中概股回归热潮中的红筹企业提供了新的选择。2019年科创板的实施意见与“21号文件”结合,允许红筹企业(包含VIE架构)能够直接登陆科创板且试点注册制。该红筹企业相关的实施意见也在2020年得到了具体的落实,有连续三家红筹企业成功在科创板登陆上市。基于这一背景,本文首先是对红筹企业、科创板的相关文献与理论进行了回顾与梳理。接着对红筹企业的回归路径与回归动因
伴随粒子成像(Associated Particle Imaging,API)技术基于氘氚反应产生的α粒子和中子之间的时间和空间相关性,进而利用时-空符合技术,可以消除大部分散射中子和环境中γ本底的影响,使其在特殊核材料、爆炸物、毒品以及生物武器等进行(三维)成像检测中具有较好的信噪比,由此,该技术被认为是目前高效的反恐手段之一。本团队所研发的API系统硬件主要分为四部分:中子发生器、伴随α粒子探
自然界和工业生产中存在大量未被有效利用的中低温热能,如地热、太阳能集热、工业余热等。采用有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)对此类热能进行利用可以缓解能源短缺及环境污染问题,提高能量利用率。循环工质根据组分的不同分为纯工质及混合工质,针对变温热源采用非共沸混合工质可以优化蒸发器换热温度匹配,而针对潜热为主的热源,采用纯工质可以获得更好的蒸发器换热温度匹配。本文针对变温
多组分工质气液界面的传热传质过程在多孔介质、燃料电池、蒸馏和萃取等工业应用中具有重要意义。目前还没有一个全面的模型能把混合溶液在薄液膜区蒸发过程中的各组分传递和相关状态参数都考虑在内,从而也不能够合理准确地描述混合溶液在薄液膜区的蒸发特性。本文考虑了实际的非理想二元混合溶液在不同浓度和不同温度下相关的物性参数如表面张力、饱和蒸汽压、密度以及其他参数的变化,在结合这些修正的控制方程的基础上,并基于Y
在全球能源危机、环境污染的大背景下,寻找可持续发展的替代能源迫在眉睫,世界各国竞相开展太阳能、风能、生物质能等可再生能源的开发与利用研究。太阳能热发电是解决当前能源环境问题的重要途径之一,但其不稳定不连续的本质严重制约其大规模应用。因此,蓄热系统的研究对太阳能热利用的发展至关重要。但储热材料成本高,性能欠佳一直是难以解决的问题。本文针对储热材料这一关键环节开展探究,将熔融氯化物作为研究对象,通过寻
针对当前农业秸秆产量大且综合利用效率低、牲畜粪便污染、抗生素污染以及能源短缺等问题,本研究通过修正ADM1模型表征牛粪和和玉米秸秆混合厌氧发酵动力学过程,经模型校准(灵敏度分析和参数估计)、验证和分析(Pearson相关系数和RMSE)后对甲烷产量进行预测,并与原始ADM1模型进行对比;利用修正的ADM1模型模拟抗生素(红霉素和磺胺二甲基嘧啶)影响下的牛粪和玉米秸秆混合厌氧发酵,分析影响发酵的关键