在發(fā)生非破口事故時(shí),內(nèi)置換料水箱與非能動(dòng)余熱排出熱交換器在導(dǎo)出堆芯余熱方面起著至關(guān)重要的作用。本文分別采用粒子圖像測(cè)速（PIV）和激光誘導(dǎo)熒光（LIF）技術(shù)對(duì)內(nèi)置換料水箱內(nèi)部的自然對(duì)流和熱分層現(xiàn)象開展實(shí)驗(yàn)研究,以期優(yōu)化內(nèi)置換料水箱和非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的設(shè)計(jì),提高反應(yīng)堆安全系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。本文依據(jù)H2TS比例分析方法,結(jié)合自然對(duì)流現(xiàn)象的理論分析,獲得了原型裝置與實(shí)驗(yàn)裝置之間需要滿足的等比縮小比值。使用PC板和不銹鋼搭建了實(shí)驗(yàn)本底框架,內(nèi)置五根C型電加熱管,并搭建了光學(xué)診斷平臺(tái)、熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)等配套系統(tǒng)。然后使用PIV技術(shù)對(duì)水箱三個(gè)軸向上共計(jì)12個(gè)平面處的流場(chǎng)進(jìn)行了拍攝,獲得三組恒定加熱功率及兩組變加熱功率條件下的各平面處流場(chǎng)演變規(guī)律。嘗試使用LIF測(cè)溫技術(shù)對(duì)X-3平面處熱分層現(xiàn)象的演變進(jìn)行了研究,并使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)標(biāo)定方法開展后處理,獲得的全場(chǎng)性溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)直觀反映了水箱內(nèi)熱分層現(xiàn)象的演變。研究結(jié)果表明,在C型加熱管束及其周圍區(qū)域由于熱驅(qū)動(dòng)力較大而存在一個(gè)劇烈的上升流,且隨著加熱量的累積,上升流做能達(dá)到的最大高度不斷降低,并出現(xiàn)向兩周壁面的擴(kuò)散區(qū)。擴(kuò)散區(qū)兩側(cè)冷熱流體的交混產(chǎn)生大量的小漩渦,... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

AP1000非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備依據(jù)國(guó)家的最新部署，CAP1400核電機(jī)組在山東石島灣開工建設(shè)，作為我國(guó)自主

設(shè)備有內(nèi)置換料水箱（IRWST）、非能動(dòng)余熱排出熱交換器（PRHR HX）以及其他配套的管道、閥門等。圖1.2 非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)運(yùn)行圖非能動(dòng)系統(tǒng)概念的提出對(duì)核電站安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)新的命題，與傳統(tǒng)二代核電站相比，AP1000 的非能動(dòng)設(shè)計(jì)大幅度的減少了安全系統(tǒng)的設(shè)備與部件，其中閥門、泵、安全級(jí)管道、電纜及抗震廠房容積分別減少了約 50%，35%，80%，70%以及 45%。同時(shí)也帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)性，使得該堆芯具有較好的商業(yè)化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。自非能動(dòng)余熱排出概念提出以來(lái)

1.3 所示為間接加熱模式下三種模式的示意圖。（a）加熱管浸入水箱 （b）外接換熱器 c）地幔熱交換器圖1.3 間接加熱三種模式示意圖Caldwell 和 Bahnfleth[66]等人提出了幾種針對(duì)儲(chǔ)熱水箱熱分層的行為建模，圖 1.4 所示為一種典型的物理模型劃分圖。該模型將整個(gè)水箱劃分為若干等分小體積元，同時(shí)依據(jù)溫度分層和熱平衡兩種不同的模型，分別使用不同的分析方程并考慮不同的使用條件。與此同時(shí)，Jose 和 Francisco[67]等人使用一維溫度分層的關(guān)系式推導(dǎo)出熱分層數(shù)（stratification number, Str）來(lái)評(píng)估水箱內(nèi)流體熱分層情況，當(dāng) Str=0 時(shí)，表明無(wú)熱分層，當(dāng) Str=1 時(shí)，表明完全熱分層。圖1.4 儲(chǔ)熱水箱物理結(jié)構(gòu)圖已有的研究表明

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]非能動(dòng)余熱排出熱交換器傳熱機(jī)理研究及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[D]. 周響.華東理工大學(xué) 2015
[2]非能動(dòng)安全殼內(nèi)自然循環(huán)下混合與熱分層現(xiàn)象的計(jì)算模型[D]. 張鶴.華北電力大學(xué) 2014
[3]AP1000核電廠非能動(dòng)余熱排出熱交換器數(shù)值模擬及其設(shè)計(jì)優(yōu)化[D]. 夏會(huì)寧.華北電力大學(xué) 2014
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[7]非能動(dòng)余熱排出換熱器沸騰傳熱強(qiáng)化特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李勇.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[8]非能動(dòng)余熱排出換熱器強(qiáng)化換熱實(shí)驗(yàn)研究[D]. 付汝師.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[9]管外自然對(duì)流及沸騰強(qiáng)化換熱實(shí)驗(yàn)研究[D]. 尹瑩.哈爾濱工程大學(xué) 2007
[10]封閉腔內(nèi)高瑞利數(shù)（Ra）層流與湍流自然對(duì)流數(shù)值模擬[D]. 馬洪林.華中科技大學(xué) 2004



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