CO_(2)轴向流动对转子风摩损耗的影响

在超临界CO_(2)布雷顿循环系统中,CO_(2)工质会泄流到涡轮机械的环形腔室内形成轴向流动,造成转子风摩损耗增大,降低系统效率.现有研究主要针对无轴向流动转子风摩损耗开展,本研究结合泄流对涡轮机械的影响,采用数值模拟结合实验验证的方法,分析CO_(2)轴向流动对转子风摩损耗的影响.结果表明:轴向流动会抑制环形涡的生成,在模拟工况下,当轴向雷诺数与旋转泰勒数的比值Re/Ta>15.8%时,环形涡消失;轴向流动使得转子壁面剪切应力的波动幅值减小,平均值增大;与轴向流动相比,转速对转子风摩损耗的影响更为明显;内外半径比越大,中间层的速度越大,转子风摩损耗越大.

氦氙反应堆子通道湍流交混系数研究

子通道分析是反应堆进行热工水力设计和安全分析的主要方法,准确模拟通道中的湍流交混系数是子通道分析的关键.已有的湍流交混系数关系式大多基于水堆开发,该研究基于计算流体力学方法开展氦氙反应堆子通道湍流交混系数研究,拟合出适用于氦氙反应堆的湍流交混系数关系式.与现有湍流交混系数关系式相比,新拟合的湍流交混系数关系式对中心通道温度的预测更加准确.

高温工况下管内S-CO_(2)强迫对流换热实验研究

由于超临界二氧化碳(S-CO_(2))动力循环对能源转化利用具有重要意义,许多研究人员对S-CO_(2)对流换热特性进行实验研究。然而现有研究集中在低温工况(10~200℃),高温工况(200~500℃)的实验数据匮乏。本文通过实验研究高温工况下竖直管内S-CO_(2)对流换热特性,分析热加速效应以及浮升力效应对传热的影响。结果表明,高温工况下S-CO_(2)的传热变化趋势类似于气态CO_(2),但在数值上有很大不同,同时热加速以及浮升力效应对高温S-CO_(2)传热的影响忽略不计。最后通过对几种典型经验关联式在高温工况下的预测能力进行评价分析,结果与实验数据有很大差异,因此本文提出适用于高温S-CO_(2)传热的经验关联式,它提供了更高精确度,能满足实际工程需要。

小型压水堆抑压水池抑压特性研究

与传统大型压水堆相比,小型压水堆安全壳自由容积小,发生冷却剂失水事故(LOCA)后安全壳压力迅速上升,需采取抑压水池、安全壳喷淋等措施保证安全壳的完整性。为探究抑压式安全壳中抑压水池的抑压特性,设计了小型压水堆抑压喷淋系统模拟装置,并使用RELAP5程序对模拟装置进行建模,模拟安全壳抑压排热过程,分析了破口质能释放对抑压水池模拟和设计的影响,对比了不同破口喷放速度和喷淋流量下抑压水池采用不同抑压管面积和气水比的抑压效果。结果表明:抑压水池的抑压管面积和气水比存在最佳值;破口面积影响喷放速度,在质能释放总量相同的前提下,破口喷放速度越快,抑压水池的最佳抑压管面积和最佳气水比越大;增设喷淋后,最佳气水比随喷淋流量增大而增大,最佳抑压管面积在小范围内变化。研究结果可为小型压水堆抑压式安全壳的设计和分析提供参考。