AP1000非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)(Passive Residual Heat Removal System PRHRS)作為AP1000非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)(Passive Core Cooling System PXS)的一部分,可以在事故工況下應(yīng)急排出堆芯余熱,保證堆芯安全。AP1000非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)采用C型非能動(dòng)余熱排出換熱器。緊急事故工況下,AP1000非能動(dòng)余熱排出換熱器需要建立起自然循環(huán),長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行從而導(dǎo)出堆芯余熱。當(dāng)該系統(tǒng)處于長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候,換熱器管外側(cè)傳熱主要以管束間的核態(tài)池沸騰換熱為主,隨著換熱器管外側(cè)安全殼內(nèi)置換料水箱內(nèi)水的蒸發(fā)和水位的降低,還可能出現(xiàn)傳熱管裸露的低液位沸騰工況。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法研究C型非能動(dòng)余熱排出換熱器管外沸騰換熱特性。通過(guò)設(shè)計(jì)并搭建C型非能動(dòng)余熱排出換熱器沸騰冷凝換熱原理性實(shí)驗(yàn)臺(tái),研究不同實(shí)驗(yàn)條件下,C型非能動(dòng)余熱排出換熱器管外沸騰的換熱特性。實(shí)驗(yàn)包括C型換熱器單管沸騰換熱實(shí)驗(yàn)、C型換熱器管束沸騰換熱實(shí)驗(yàn)和C型換熱器單管低液位沸騰換熱實(shí)驗(yàn)。本文通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,分別研究了C型換熱器單管和管束的管外池沸騰換熱特性。本文還分析了管束效應(yīng)對(duì)C型換熱器沸騰換熱特性的影響,并驗(yàn)證了五種成熟的核態(tài)池沸騰換熱關(guān)聯(lián)式對(duì)于本文實(shí)驗(yàn)條件下計(jì)算管外沸騰換熱系數(shù)的適用性。通過(guò)計(jì)算可得,在本文實(shí)驗(yàn)條件下,Rohsenow關(guān)聯(lián)式沸騰換熱系數(shù)計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值符合較好,可以用來(lái)預(yù)測(cè)此實(shí)驗(yàn)條件下C型傳熱管沸騰換熱系數(shù)。本文對(duì)低液位實(shí)驗(yàn)條件下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法進(jìn)行探討和校核。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,本文所用的數(shù)據(jù)處理方法有效可行,計(jì)算得出的低液位實(shí)驗(yàn)條件下等效池沸騰換熱區(qū)的熱流密度與全液位實(shí)驗(yàn)條件下池沸騰換熱區(qū)的熱流密度吻合較好,相對(duì)偏差都在5%以內(nèi);通過(guò)實(shí)驗(yàn)求得的低液位條件下等效池沸騰換熱區(qū)的沸騰換熱系數(shù)與全液位條件下沸騰換熱系數(shù)相比略小,相對(duì)偏差在10%以內(nèi)。C型換熱器在低液位實(shí)驗(yàn)條件下管外沸騰換熱能力并沒(méi)有明顯的降低。
【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】：2015
【中圖分類】：TL353.13
【部分圖文】：

圖 1.1AP1000 非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)示意圖非能動(dòng)余熱排出換熱器（PRHR HX）通過(guò)從熱管段引出的入口管線接入主回路冷卻劑系統(tǒng)，其出口與蒸汽發(fā)生器的冷腔室相連。非能動(dòng)余熱排出熱交換器入口管線是常開的，連接冷卻劑回路熱管段的頂部。在非能動(dòng)余熱排出換熱器未啟動(dòng)時(shí)候，其入口管線內(nèi)部工質(zhì)溫度高于出口水溫。在非能動(dòng)余熱排出換熱器出口管線設(shè)有常關(guān)氣動(dòng)閥，此氣動(dòng)閥在空氣失壓或者相關(guān)控制信號(hào)動(dòng)作時(shí)才打開。非能動(dòng)余熱排出換熱器之所以布置常開入口電動(dòng)閥和常關(guān)出口氣動(dòng)閥，就是為了能夠保證系統(tǒng)在主回路壓力下充滿冷卻劑。同時(shí)，非能動(dòng)余熱排出換熱器內(nèi)部水溫與換料水箱內(nèi)水溫相同，這樣能確保在電廠正常運(yùn)行期間熱力驅(qū)動(dòng)壓頭的建立和維持[22]。出現(xiàn)緊急事故工況后，安全殼內(nèi)置換料水箱里的水在達(dá)到它的飽和溫度之前可以吸收大約 2 個(gè)小時(shí)的衰變熱，一旦開始沸騰，安全殼內(nèi)置換料水箱上頂蓋的排氣孔打開，蒸汽開始向安全殼排放，排放到安全殼內(nèi)的蒸汽在鋼殼內(nèi)壁上冷凝[23]。凝結(jié)水由操作平臺(tái)上的安全相關(guān)的水槽收集，最后返回到安全殼內(nèi)置換料水箱中。

圖 1.2AP1000 非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)換熱器結(jié)構(gòu)圖 AP1000 非能動(dòng)余熱排出換熱器結(jié)構(gòu)圖。AP1000 非能動(dòng)余熱口管板以及與之相連的 689 根豎直布置的 C 形傳熱管組成，積為 2234m3的安全殼內(nèi)置換料水箱里，管束最高點(diǎn)距離水動(dòng)余熱排出系統(tǒng)換熱器具體參數(shù)見表 2.1。非能動(dòng)余熱排出系

圖 2.1AP1000 非能動(dòng)余熱排出換熱器示意圖參數(shù)確定余熱排出換熱器中，換熱管數(shù)量多達(dá) 689 根，其中大部分換換熱特性對(duì)非能動(dòng)余熱排出換熱器的換熱能力起決定作用。排出換熱器的換熱性能，傳熱管同樣采用 C 型光滑管。
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本文編號(hào)：2875065