發(fā)布時(shí)間：2021-10-07 08:29

　　超臨界水冷反應(yīng)堆（SCWR）是國際上選中的六種四代堆中唯一的水冷堆,具有經(jīng)濟(jì)性、延續(xù)性及可持續(xù)性等諸多綜合優(yōu)勢,是借鑒現(xiàn)有壓水堆、沸水堆和超臨界火電的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),提出的一種新的概念設(shè)計(jì)堆型。選取超臨界水作為工作介質(zhì),堆芯出口壓力25 MPa,溫度500℃。超臨界水自然循環(huán)流動(dòng)及傳熱的研究,對緩解堆芯事故及第四代超臨界水堆堆芯余熱排出系統(tǒng)的設(shè)計(jì),具有理論意義。首先,引入析因分析方法研究了不同因素對超臨界水自然循環(huán)穩(wěn)態(tài)流量和脈動(dòng)周期的影響。分析結(jié)果顯示,在對穩(wěn)態(tài)流量的影響中,入口阻力系數(shù)所占的百分比貢獻(xiàn)率約70.89%；加熱段長度和入口溫度交互作用的百分比貢獻(xiàn)率為13.26%；加熱段長度的百分比貢獻(xiàn)率為12.32%。在對脈動(dòng)周期的影響中,加熱段長度的百分比貢獻(xiàn)率為68.47%；入口阻力系數(shù)的百分比貢獻(xiàn)率為24.04%。根據(jù)分析結(jié)果,在實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)時(shí),可為實(shí)驗(yàn)段的進(jìn)出口安裝節(jié)流閥,以保證對出入口阻力系數(shù)的控制；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)段的加熱器分段可調(diào),以保證加熱部分長度可調(diào)。根據(jù)析因分析結(jié)果和自主開發(fā)的超臨界水自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置計(jì)算程序EFDSCW1.0,設(shè)計(jì)并搭建了超臨界水自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架。同時(shí)... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)河北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：166 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號(hào)表
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置研究現(xiàn)狀
        1.2.2 流動(dòng)不穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 傳熱惡化研究現(xiàn)狀
        1.2.4 本團(tuán)隊(duì)已具備的研究基礎(chǔ)
    1.3 存在的問題及進(jìn)一步研究方向
    1.4 論文研究方法和內(nèi)容
第2章 超臨界水自然循環(huán)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 析因分析基本理論
        2.2.1 基本定義與原理
        2.2.2 析因設(shè)計(jì)特點(diǎn)
        2.2.3 析因設(shè)計(jì)計(jì)算模型
    2.3 基于析因分析方法的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.3.1 研究參數(shù)
        2.3.2 計(jì)算流程
        2.3.3 計(jì)算結(jié)果
        2.3.4 實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)
    2.4 設(shè)計(jì)程序說明
        2.4.1 計(jì)算功能
        2.4.2 計(jì)算模型
    2.5 實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)方案
        2.5.1 參數(shù)設(shè)計(jì)
        2.5.2 系統(tǒng)流程
        2.5.3 設(shè)計(jì)特征
        2.5.4 實(shí)驗(yàn)段結(jié)構(gòu)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 超臨界水自然循環(huán)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)裝置
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)回路
        3.2.2 預(yù)熱段及預(yù)熱器
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)段及加熱器
        3.2.4 穩(wěn)壓系統(tǒng)
        3.2.5 水處理系統(tǒng)
        3.2.6 電氣系統(tǒng)
    3.3 實(shí)驗(yàn)測量系統(tǒng)
        3.3.1 流量測量系統(tǒng)
        3.3.2 溫度測量系統(tǒng)
        3.3.3 壓力及壓差測量系統(tǒng)
        3.3.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
    3.4 實(shí)驗(yàn)參數(shù)和方法
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)范圍
        3.4.2 實(shí)驗(yàn)方法和步驟
        3.4.3 實(shí)驗(yàn)安全事項(xiàng)
    3.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算方法
        3.5.1 實(shí)驗(yàn)段壁面熱流密度的計(jì)算方法
        3.5.2 壁面溫度的計(jì)算方法
        3.5.3 實(shí)驗(yàn)段主流體焓值計(jì)算方法
    3.6 實(shí)驗(yàn)誤差
    3.7 本章小結(jié)
第4章 超臨界水流動(dòng)及傳熱特性數(shù)值模擬
    4.1 引言
    4.2 數(shù)值分析采用的計(jì)算軟件
        4.2.1 CFX軟件
        4.2.2 ICEM軟件
    4.3 計(jì)算方法
        4.3.1 幾何模型
        4.3.2 網(wǎng)格劃分
        4.3.3 邊界條件
        4.3.4 計(jì)算模型
        4.3.5 計(jì)算流程
        4.3.6 網(wǎng)格敏感性
    4.4 單通道強(qiáng)迫循環(huán)流動(dòng)傳熱數(shù)值模擬
        4.4.1 單通道強(qiáng)迫循環(huán)流動(dòng)不穩(wěn)定性
        4.4.2 加熱功率對傳熱的影響
        4.4.3 入口溫度對傳熱的影響
        4.4.4 入口質(zhì)量流量對傳熱的影響
    4.5 單通道自然循環(huán)流動(dòng)傳熱數(shù)值模擬
        4.5.1 加熱功率對循環(huán)流量的影響
        4.5.2 入口溫度對循環(huán)流量的影響
        4.5.3 系統(tǒng)穩(wěn)定閾值判定
        4.5.4 自然循環(huán)模擬結(jié)果驗(yàn)證
    4.6 雙通道強(qiáng)迫循環(huán)流動(dòng)不穩(wěn)定性數(shù)值模擬
        4.6.1 流量隨時(shí)間變化
        4.6.2 不對稱加熱對流動(dòng)不穩(wěn)定性的影響
        4.6.3 入口溫度對流動(dòng)不穩(wěn)定性的影響
        4.6.4 質(zhì)量流量對流動(dòng)不穩(wěn)定性的影響
        4.6.5 雙通道模擬結(jié)果驗(yàn)證
    4.7 本章小結(jié)
第5章 超臨界水與兩相流自然循環(huán)流動(dòng)不穩(wěn)定性比較
    5.1 引言
    5.2 兩相流自然循環(huán)流動(dòng)不穩(wěn)定性
        5.2.1 兩相流實(shí)驗(yàn)裝置
        5.2.2 汽液兩相流循環(huán)流量隨加熱功率變化
        5.2.3 汽液兩相流摩擦系數(shù)
        5.2.4 通道尺寸對汽液兩相流不穩(wěn)定性的影響
    5.3 超臨界水自然循環(huán)流動(dòng)不穩(wěn)定性
        5.3.1 超臨界水自然循環(huán)流動(dòng)隨加熱功率變化
        5.3.2 超臨界水摩擦系數(shù)
        5.3.3 通道尺寸對超臨界水不穩(wěn)定性的影響
    5.4 超臨界水與兩相流流動(dòng)不穩(wěn)定性比較
        5.4.1 流動(dòng)不穩(wěn)定性類型比較
        5.4.2 通道尺寸影響比較
        5.4.3 摩擦系數(shù)比較
    5.5 超臨界水流動(dòng)不穩(wěn)定性機(jī)理
    5.6 本章小結(jié)
第6章 基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的超臨界水與兩相流換熱計(jì)算比較
    6.1 引言
    6.2 遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法
        6.2.1 遺傳算法
        6.2.2 BP網(wǎng)絡(luò)算法
        6.2.3 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法
        6.2.4 基于BP網(wǎng)絡(luò)的靈敏度計(jì)算模型
    6.3 遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法驗(yàn)證
    6.4 汽液兩相流流動(dòng)換熱計(jì)算
        6.4.1 已有計(jì)算模型
        6.4.2 單因素對流動(dòng)不穩(wěn)定起始點(diǎn)影響
        6.4.3 綜合效應(yīng)對流動(dòng)不穩(wěn)定起始點(diǎn)的影響
        6.4.4 單因素對脈動(dòng)條件下CHF的影響
        6.4.5 綜合效應(yīng)對脈動(dòng)條件下CHF的影響
        6.4.6 不同參數(shù)的靈敏度
    6.5 超臨界水流動(dòng)換熱計(jì)算
        6.5.1 已有超臨界水傳熱惡化計(jì)算模型
        6.5.2 單因素對傳熱惡化的影響
        6.5.3 綜合效應(yīng)對傳熱惡化的影響
        6.5.4 不同參數(shù)的靈敏度
    6.6 超臨界水與汽液兩相流參數(shù)靈敏度比較
    6.7 本章小結(jié)
第7章 超臨界水自然循環(huán)傳熱特性
    7.1 引言
    7.2 汽液兩相流自然循環(huán)流動(dòng)傳熱機(jī)理
        7.2.1 汽液兩相流自然循環(huán)換熱現(xiàn)象
        7.2.2 汽液兩相流傳熱強(qiáng)化
        7.2.3 汽液兩相流傳熱惡化
    7.3 超臨界水自然循環(huán)流動(dòng)傳熱機(jī)理
        7.3.1 超臨界水自然循環(huán)換熱現(xiàn)象
        7.3.2 超臨界水傳熱強(qiáng)化機(jī)理
        7.3.3 超臨界水傳熱惡化發(fā)生機(jī)理
    7.4 超臨界水與汽液兩相流傳熱比較
    7.5 超臨界水自然循環(huán)傳熱系數(shù)模型及驗(yàn)證
    7.6 本章小結(jié)
第8章 結(jié)論與展望
    8.1 主要結(jié)論
    8.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄Ⅰ EFDSCW1.0程序輸入輸出參數(shù)符號(hào)與意義
附錄Ⅱ 流動(dòng)傳熱相關(guān)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式
附錄Ⅲ 摩擦阻力相關(guān)經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]垂直上升光管內(nèi)超臨界水的傳熱惡化分析和判據(jù)[J]. 李舟航,張大龍,吳玉新,呂俊復(fù),劉青.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(35)
[2]APROS程序在超臨界水流動(dòng)不穩(wěn)定性分析中的適用性研究[J]. 李妍,陸道綱,曾小康,劉余.  核動(dòng)力工程. 2014(05)
[3]環(huán)形通道內(nèi)超臨界水的傳熱特性研究[J]. 王漢,畢勤成,楊振東,王林川,吳剛.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(09)
[4]內(nèi)螺紋管內(nèi)超臨界水的流動(dòng)阻力特性試驗(yàn)研究[J]. 張偉強(qiáng),李會(huì)雄,張慶,雷賢良,張一帆,遲浩淼,賈敏悅.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(17)
[5]光滑方環(huán)管內(nèi)超臨界水流動(dòng)與傳熱特性數(shù)值計(jì)算研究[J]. 朱海雁,閆曉,曾小康,李永亮,黃彥平,肖澤軍.  原子能科學(xué)技術(shù). 2013(03)
[6]窄通道自然循環(huán)臨界熱流密度的非線性分析[J]. 盛程,周濤,李精精,段軍.  原子能科學(xué)技術(shù). 2012(11)
[7]矩形回路內(nèi)超臨界水穩(wěn)態(tài)自然循環(huán)特性數(shù)值分析[J]. 呂發(fā),黃彥平,閆曉,曾小康.  核動(dòng)力工程. 2012(04)
[8]超臨界水流動(dòng)不穩(wěn)定類型及動(dòng)態(tài)特性分析[J]. 熊挺,閆曉,黃善仿,黃彥平.  核動(dòng)力工程. 2012(S1)
[9]超臨界壓力下自然循環(huán)的靜態(tài)特性[J]. 張項(xiàng)飛,匡波,胡尚武,都立國.  電力與能源. 2012(03)
[10]超臨界水并聯(lián)通道流動(dòng)不穩(wěn)定性理論研究[J]. 馮健,田文喜,巫英偉,田曉燕,秋穗正,蘇光輝.  原子能科學(xué)技術(shù). 2012(04)

博士論文
[1]超臨界水堆核熱耦合及系統(tǒng)安全特性研究[D]. 陳娟.華北電力大學(xué) 2013

碩士論文
[1]垂直圓管內(nèi)超臨界水的傳熱特性研究[D]. 王磊.上海交通大學(xué) 2012
[2]超臨界自然循環(huán)回路的CFD建模與分析[D]. 車樹偉.清華大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3421702