钠冷快堆小栅板联箱压降对组件流量分配影响研究

钠冷快堆堆芯采用大栅板联箱、小栅板联箱和组件的三级流量分配方式,小栅板联箱的压降影响组件的流量分配,进而影响堆芯的安全,因此进行钠冷快堆小栅板联箱压降对组件流量分配影响研究有重要意义。根据小栅板联箱压降造成组件流量分配偏差的机理,提出了理论计算模型和堆芯组件优化设计的方法,并针对中国实验快堆(CEFR)堆芯进行了组件压降的优化设计,通过优化设计降低了CEFR燃料组件流量分配负偏差。结果表明,在进行钠冷快堆堆芯热工水力设计时,需要结合实际堆芯布置分析组件压降设计值的优化方向,并进行敏感性分析,以确定组件的最优设计压降,将小栅板联箱压降对组件流量分配影响降低到最低程度。本文结果可为钠冷快堆堆芯热工水力设计提供参考。

管接头与联箱盖焊接技术研究

管接头与联箱盖为钛合金材料,针对焊缝容易氧化、工件垂直度要求高、焊接接头弯曲试样开裂等技术难题,综合分析焊接接头结构、焊接材料、试件坡口形式及尺寸、性能评价等诸多因素,文中从焊接变形控制、力学性能分析等方面,解决了焊缝在操作受限情况下的焊接保护技术难题。通过研制可涨开式弹簧卡套及顶紧装置保证联箱盖与过渡管接头自动同心组装的同时,选择合理的焊接顺序,保证了焊接完成后工件的垂直度满足要求;通过优化坡口设计尺寸,解决了焊接接头弯曲开裂的技术难题;通过系统研究,并反复试验,确定了合理的焊接参数,优化和固化了焊接工艺,确定了满足生产需求的可靠焊接工艺技术。

摩擦阻力对分流和汇流联箱流量特性影响

根据质量与动量守恒导出了分流与汇流联箱的无量纲数学描述 ,给出了反映分流、汇流以及联箱轴向阻力和支管阻力影响的参数。求解了完整的二阶非线性微分方程 ,所得结果可以用代数函数来表示。对联箱摩擦阻力的影响作了详尽的分析讨论 ,并给出了允许忽略联箱阻力的条件。

径向引入方式下联箱并联分支管中两相流流量分配计算

为了解决径向引入方式下联箱并联分支管两相流流量分配问题,提出了一种并联分支管流量分配计算方法。应用水平等径分流和垂直T形三通管相分离预测模型,给出了轴向和径向引入并联分支管计算方法和具体步骤。应用该方法预测了一个径向引入、具有4个并联分支管联箱的流量分配情况,将计算结果和实验结果进行了比较,借助高速摄影图片和CFD计算结果分析了实验值和计算结果产生差异的原因,结果表明该方法在预测径向引入联箱分支管两相流流量分配方面具有可靠性。

低温过热器入口联箱管座角焊缝裂纹原因分析

华能德州发电厂5号炉低温过热器入口联箱管座角焊缝在管端熔合区处产生裂纹。通过应力分析、硬度检验、断口显微分析和焊缝及热影响区的金相分析,认为焊接工艺不当和管系结构设计不合理造成的应力集中是裂纹产生的主要原因。

CEFR Ⅰ-Ⅱ型栅板联箱截流件的数值模拟

使用流体力学软件CFX对中国实验快堆(CEFR)的Ⅰ-Ⅱ型栅板联箱的流动阻力特性实验进行模拟计算。对比计算结果和实验数据,讨论和分析产生误差的原因,验证三维数值模拟计算的可靠性,校验同类计算,详细论述CFD技术与实验的关系,证明三维数值模拟计算的可行性与可靠性,为此后CFD技术在快堆设计的应用提供理论基础和计算依据。

进出口联箱应力分析与强度评定

进出口联箱是从国外引进后改造的压力容器设备 ,对其进行应力分析和强度评定十分重要 ,但又不能直接套用国外的标准。采用大型有限元分析程序PATRAN、NASTRAN和ABAQUS对其在高温、高压作用下的应力和强度进行了详细的分析与评定 ,结果表明其强度满足我国现行规范的要求。文中的建模、应力分析和强度评定方法可以推广应用到其他设备 ,并为进一步完善我国的压力容器标准提供参考。

联箱形式对微通道热沉流动与传热性能的影响

建立了微通道热沉的三维数值模型,同时求解流体Navier-Stockes方程、能量方程和固体区域的导热方程,模型计算结果与文献报道实验数据吻合较好.设计了新型的微通道热沉,采用本文模型对其性能进行分析计算.通过在联箱内加入隔板,设计了1—6弯头新型联箱微通道热沉,通过提高每程流速和引入交替顺逆流动,降低微通道热沉的热阻并提高其均温特性,并与直通型和Z型联箱设计比较.在8种联箱设计中,蛇形弯头联箱的热阻和均温特性均优于Z型和直通联箱,即便增大Z型和直通联箱制冷剂供液泵功,其热阻和均温性也很难达到低泵功下蛇形弯头联箱的性能.蛇形弯头数大于4时,底部中心线温度分布曲线基本重合,再增大弯头数,对降低热阻和提高均温性均无明显贡献,同时会增加额外的泵功.

300MW电站锅炉高温联箱裂纹原因分析

采用宏观分析、力学分析、化学分析、金相检验、扫描电镜等方法对某电厂300MW电站锅炉的末级过热器联箱中间三通与主蒸汽焊口裂纹(材质为12Cr1MoV)进行失效分析。结果表明,三通与主蒸汽焊口裂纹属于再热裂纹,结构不合理和焊接残余应力过大是造成泄漏的主要原因。

高温气冷堆热气联箱内部流场数值模拟

以高温气冷堆热气联箱为研究对象,在实验研究基础上,采用流体力学计算程序CFX5对热气联箱和热气导管内部流场进行数值模拟,以获得热气联箱和热气导管内的速度场、压力场和温度场,为高温气冷堆热气联箱的设计和实验研究提供参考。数值计算结果表明:热气联箱内气流发生剧烈搅混,加速了不同温度气流间的热传递,有利于高温和低温气流间的温度混合,存在肋片的区域未发生剧烈的气流搅混,不利于气流间的热传递;热气导管内温度混合率随其长度的增加逐渐增大,当热气导管长度为2.5 m以上时,温度混合率达到99%以上。

再热器联箱管接头失效分析

采用宏观分析、力学分析、化学分析、金相检验、扫描电镜等方法对多次出现裂纹的再热器出口联箱管接头(材质为12Cr1MoV)进行失效分析,结果表明,再热器联箱管接头裂纹属于再热裂纹,应力过大是造成泄漏的主要诱因。

CEFR小栅板联箱及其节流件数值模拟

使用流体力学软件CFX对中国实验快堆Ⅰ型小栅板联箱及其节流件进行稳态模拟计算,研究Ⅰ型小栅板联箱及其节流件内压力分布、速度分布。并研究联箱内7个燃料元件管脚入口的流量分配,以及影响管脚进口流量分配的因素,以提高堆芯流量分配的精度。

低温省煤器入口联箱工质流动分析

不同结构来流管对联箱内工质流动影响较大,对运行经济性及设备安全意义重大。利用Fluent软件对直管来流与弯管来流的流动对联箱内部流动的影响进行研究,在不同入口工况0.60,0.66,0.72,0.78 m/s下,采用k-εRNG湍流模型,对比联箱中心截面速度分布,根据各支管平均出口速度Vi、支管压降Δpi分布和轴线X方向分速度Vx大小进行分析。结果表明,弯管来流的流动较为单一,主流冲击联箱壁面情况较少,在不同的工况下,弯管来流的支管速度不均匀性仅为直管的44%左右,采用弯管来流能够明显提高联箱流量分配的效果。

锅炉高温联箱寿命管理系统研发

通过对锅炉高温联箱结构、易失效部位及影响因素的分析,建立了高温联箱寿命管理模型。通过实时获取高温联箱的运行温度和压力数据,结合其结构和材质等工艺参数,实现了联箱寿命、应力、蠕变损伤、疲劳损伤的在线监测。经多家电厂应用,可完全满足指导锅炉高温联箱的运行和检修的需要。

锅炉主汽集汽联箱管座缺陷的焊接修复

以大同第二发电厂2号炉在1990年7月大修中，对北侧五号主汽集汽联箱安全门角焊缝第一次返修处理时，由于处理工艺不当，产生了严重的延迟冷裂纹为例，浅析了12Cr1MoV钢的堆焊工艺及措施对焊接质量的影响；论述了裂纹的产生原因及其消除。

空调联箱多支管内高压成形缺陷及解决方案

以空调联箱多支管件为研究目标,分析它在内高压成形过程中产生的主要缺陷,并提出在管坯中加入芯轴的解决方案。运用有限元方法对变形过程进行模拟分析,讨论不同芯轴放置位置,不同芯轴长度,不同芯轴内径大小,不同芯轴形状对起皱开裂的影响程度,得出了最佳的芯轴方案。结果表明:在管坯中放入芯轴来缓解缺陷的方案是可行的,这个方案不仅可缓解缺陷,还可提高支管高度。空调联箱多支管中长度为22mm、外径为11.5mm,内径为5mm的芯轴最为合适。

高温堆热气联箱内部流场分析

以高温堆热气联箱为研究对象,在实验研究的基础上,采用流体力学计算程序CFX5对热气联箱和热气导管内部流场进行了数值模拟,以获得热气联箱和热气导管内的速度场、压力场和温度场,为高温堆热气联箱的设计和实验研究提供参考。数值计算结果表明:热气联箱内气流发生剧烈搅混,加速了不同温度气流间的热传递,有利于高温和低温气流间的温度混合。但存在肋片的区域没有发生剧烈的气流搅混,不利于气流间的热传递。热气导管内温度混合率随其长度的增加逐渐增大,热气导管长度2.5m以上时,温度混合率达到99%以上。

P91钢高温联箱失效的定量风险评估

采用随机性方法,对某超临界600MW机组锅炉的P91钢高温过热器出口联箱建立失效概率模型,计算出联箱失效概率,并对影响失效概率的因素进行了分析,结合失效后果,给出了定量风险评估的结果,并据此提出了该600 MW机组锅炉高温联箱的维修策略。

水冷壁联箱垂吊管管座裂纹产生原因分析及处理

通过对水冷壁垂吊管联箱管座进行金相分析和应力计算,提出了管座外壁产生裂纹的主要原因是联箱在运行中膨胀收缩受阻,产生附加应力,而膨胀应力、热应力、介质腐蚀是产生内壁裂纹的综合影响因素。据此,制定了联箱管座角焊缝的修复方案及焊接工艺。

某船用锅炉联箱在复杂换热条件下的瞬态温度场有限元分析

本文利用瞬态温度场的基本理论和非线性有限元方法．对某船用主锅炉联箱在复杂焕热条件下的对流换热系数成功地进行了反算．并以此对锅炉联箱进行了三维等值带温度场的非线性有限元分析．绘出了其温度分布三维彩图．