安全殼外空氣流道屬于安全殼冷卻系統(tǒng)的一部分,來(lái)自大氣環(huán)境的冷卻空氣進(jìn)入流道后通過(guò)與鋼制安全殼外側(cè)壁面產(chǎn)生對(duì)流換熱作用,導(dǎo)出安全殼內(nèi)部產(chǎn)生的熱量�？諝饬鞯澜Y(jié)構(gòu)對(duì)于防止事故工況下由于安全殼內(nèi)部溫度和內(nèi)部壓力過(guò)高而對(duì)安全殼完整性構(gòu)成威脅,能夠發(fā)揮重要的作用。分析研究安全殼外空氣流道的流動(dòng)及傳熱特性,研究不同因素對(duì)于流道內(nèi)速度場(chǎng)及溫度場(chǎng)的影響程度,提出導(dǎo)出安全殼內(nèi)熱量的優(yōu)化方案具有重要工程意義。依據(jù)安全殼外空氣流道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),使用GAMBIT軟件對(duì)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行幾何建模和網(wǎng)格劃分。通過(guò)CFD (Computational Fluid Dynamics)商用軟件FLUENT建立數(shù)學(xué)模型,對(duì)空氣流道的速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)及其產(chǎn)生影響的因素模擬和分析研究。通過(guò)計(jì)算不同條件下單位時(shí)間冷卻空氣從鋼制安全殼內(nèi)帶走的熱量,對(duì)速度場(chǎng)及溫度場(chǎng)產(chǎn)生影響的不同因素進(jìn)行比較,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,評(píng)估了安全殼系統(tǒng)熱量導(dǎo)出的優(yōu)化方案。根據(jù)FLUENT數(shù)值計(jì)算的結(jié)果,分別得到了空氣流道內(nèi)速度場(chǎng)及溫度場(chǎng)的分布特性,最大熱流值發(fā)生在安全殼的頂部位置。通過(guò)計(jì)算不同條件下單位時(shí)間冷卻空氣從鋼制安全殼內(nèi)帶走的熱量,可知在冷卻空氣溫度較低時(shí)(283K以下),隨著流道內(nèi)的冷卻空氣流速增大,單位時(shí)間冷卻空氣帶走的熱量也在提高;在冷卻空氣溫度較高(283K以上)的情況下,流速對(duì)于單位時(shí)間冷卻空氣導(dǎo)出熱量的影響十分有限;安全殼的換熱速率對(duì)環(huán)段中的空氣溫度有很大的依賴(lài)作用。本論文計(jì)算得出的結(jié)論與安全殼系統(tǒng)的大尺度試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的結(jié)論是相吻合的。結(jié)果表明在導(dǎo)流板向屏蔽構(gòu)筑物一側(cè)平移,冷卻空氣與鋼制安全殼外表面的換熱量減少,但減少有限;導(dǎo)流板向鋼制安全殼一側(cè)平移,冷卻空氣與鋼制安全殼外表面的換熱量增加明顯,在流道內(nèi)冷卻空氣溫度較低的情況下?lián)Q熱最佳。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類(lèi)】：TK124;TL364.3
【部分圖文】：

部結(jié)構(gòu)為反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)部件以及相關(guān)管道系統(tǒng)及設(shè)備提供支撐。并也提供輻射屏蔽功??能。具體包括：一次屏蔽層、反應(yīng)堆堆腔、二次屏蔽層、安全殼內(nèi)置換料水箱、換料池??池壁、操作層、中間層、其他平臺(tái)以及環(huán)吊梁。??２．?１．２安全殼屏蔽構(gòu)筑物??安全殼屏蔽構(gòu)筑物是由下列結(jié)構(gòu)或設(shè)備組成的：屏蔽構(gòu)筑物筒體結(jié)構(gòu)、屏蔽構(gòu)筑物??頂部結(jié)構(gòu)、底部環(huán)形區(qū)域、中部環(huán)形區(qū)域、頂部環(huán)形區(qū)域、非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)空氣??入口、非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)儲(chǔ)水箱、非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)空氣擴(kuò)散器、非能動(dòng)安全??殼冷卻系統(tǒng)空氣導(dǎo)流板、非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)入口空氣聯(lián)箱。??屏蔽構(gòu)筑物為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，筒體墻厚０．９１４ｍ，屏蔽構(gòu)筑物的筒體部分可以起到??放射性物質(zhì)的屏蔽、廠(chǎng)外飛射物屏障，以及非能動(dòng)安全殼冷卻的作用，筒體結(jié)構(gòu)還可用??于支承非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的儲(chǔ)水箱。屏蔽構(gòu)筑物的頂部是鋼筋混凝土構(gòu)成的錐形??殼，如圖２．１所示，用來(lái)支承儲(chǔ)水箱以及空氣擴(kuò)散器�？諝馊肟谠O(shè)置在屏蔽構(gòu)筑物筒體??上部，空氣擴(kuò)散器則置于錐頂?shù)闹醒�，用于�?dǎo)出安全殼的冷卻空氣流。??

空氣導(dǎo)流板底部為減小壓降的導(dǎo)流裝置。??２．２空氣流道的運(yùn)行特性??在正常運(yùn)行工況下，空氣從屏蔽構(gòu)筑物頂部入口進(jìn)入，如圖２．２所示，流過(guò)下降流??道后又反向流過(guò)上升流道，帶走安全殼容器壁傳遞的熱量，最后從煙囪排至環(huán)境。??發(fā)生事故時(shí)，在接到安全殼高壓信號(hào)后，非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的事故后運(yùn)行自動(dòng)??啟動(dòng)。儲(chǔ)水箱中的水在重力作用下流至鋼制安全殼外表面，并在安全殼容器的穹頂和壁??面形成水膜。噴淋水的流量與重力和水位高度有關(guān)，設(shè)計(jì)的初始水流量能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)基準(zhǔn)??事故下安全殼短期的冷卻要求。??由于本文只研究正常運(yùn)行工況，因此不需要考慮儲(chǔ)水箱等其他設(shè)備的作用。??空氣出口、?＝＝｜??儲(chǔ)水箱－驛＾￣￣＾議??水麵??Ｉｆ?＊?Ｉ?？?？?＾??鋼制安全殼／Ｉ?內(nèi)部凝結(jié)?１??容器?與自然循環(huán)??導(dǎo)流板Ｚ??ｆｔ??歷．．?Ｌｆ巧??圖２．２安全殼系統(tǒng)非

第３章空氣流道計(jì)算模型的建立??出網(wǎng)格［３５］。??安全殼外空氣流道結(jié)構(gòu)主要包括鋼制安全殼、下降流外環(huán)隙和沿安全殼殼體的上升??流內(nèi)環(huán)隙及屏蔽構(gòu)筑物，由于整個(gè)系統(tǒng)非常的龐大和復(fù)雜，建模時(shí)有必要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)??行拆分，對(duì)部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，這樣有助于網(wǎng)格的劃分和導(dǎo)入ＦＬＵＥＮＴ軟件進(jìn)行??計(jì)算。冷卻空氣作為本文的研究對(duì)象，對(duì)其流場(chǎng)及溫度場(chǎng)產(chǎn)生影響的區(qū)域即為進(jìn)行數(shù)值??計(jì)算過(guò)程中的計(jì)算域，本論文在建模時(shí)將空氣流道結(jié)構(gòu)共分為三個(gè)部分，分別是：??（１）?屏蔽構(gòu)筑物和導(dǎo)流板組成的冷卻空氣下降通道，如圖３．１所示；??（２）?鋼制安全殼、導(dǎo)流板以及屏蔽構(gòu)筑物錐頂組成的的冷卻空氣上升通道，如圖??３．２所示；??（３）?鋼制安全殼及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖３．３所示。??
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 李萍;陳煜;姚偉達(dá);謝永誠(chéng);;CFD方法在壓水堆安全分析中的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J];計(jì)算機(jī)輔助工程;2013年03期

2 陳耀東;;AP1000小破口疊加重力注射失效嚴(yán)重事故分析[J];原子能科學(xué)技術(shù);2010年S1期

3 林誠(chéng)格;趙瑞昌;劉志弢;;安全殼在事故情況下的完整性分析[J];核科學(xué)與工程;2010年02期

4 李林森;王侃;宋小明;;CFD在核能系統(tǒng)分析中應(yīng)用的最新進(jìn)展[J];核動(dòng)力工程;2009年S1期

5 鄧堅(jiān);曹學(xué)武;;秦山二期核電廠(chǎng)嚴(yán)重事故下安全殼內(nèi)氫氣濃度分布及風(fēng)險(xiǎn)初步分析[J];核動(dòng)力工程;2008年02期

6 郭丁情;鄧堅(jiān);曹學(xué)武;;SB-LOCA始發(fā)嚴(yán)重事故下壓力容器內(nèi)氫氣源項(xiàng)分析[J];核動(dòng)力工程;2008年02期

7 冷貴君,余紅星,俞冀陽(yáng),賈寶山;先進(jìn)堆非能動(dòng)安全殼熱工水力瞬態(tài)分析及研究[J];核動(dòng)力工程;2002年S1期

8 譚曙時(shí),冷貴君,程旭,倪永君;非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)熱工水力單項(xiàng)試驗(yàn)[J];核動(dòng)力工程;2002年S1期

9 陳炳德,宗桂芳,李長(zhǎng)林;AC600非能動(dòng)安全系統(tǒng)首期實(shí)驗(yàn)研究[J];核動(dòng)力工程;2000年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 鄧堅(jiān);大型干式安全殼嚴(yán)重事故條件下氫氣控制研究[D];上海交通大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2861813