回路脉动热管运行稳定性分析

以简单回路脉动热管为热力系统,通过热力学分析,导出了系统的热平衡条件和稳定循环的特征,得到系统耗散功和系统体积功的关系,以及用水作为工质时膨胀功与汽化压力的关系。结果显示:耗散功是维持系统稳定运行的必要条件,且蒸发端的吸热量应等于冷凝端的放热量;稳定循环时,蒸发端的压力和温度必高于冷凝端;循环过程中工质的汽化膨胀功必大于冷凝压缩功,其差值用于克服系统耗散功;水的汽化功与汽化压力呈抛物线形变化,最大值分别出现在2.5MPa,225℃。

环路型脉动热管的稳态运行机制

建立了环路型脉动热管稳态自激循环流动运行机制的物理模型和数学模型。潜热传递决定了运行的驱动力和循环流动的速度;显热传递和循环流动速度决定了净换热量的大小。通过关联加热段和冷却段的传热、进出口汽液容积流率、密度、运行驱动力和阻力,对传热和流动进行了耦合求解。结果表明,潜热传热量占总传热量的比例在30％以内;工质循环流动的速度决定了壁面温度波动,温度波动取决于显热传热和循环流动速度。

HRTL-5自然循环稳态特性

基于一维两相四方程漂移流模型,采用数值模拟的方法对5 MW低温核供热堆热工水力模拟回路(HRTL-5)的自然循环稳态特性进行模拟,分析了HRTL-5自然循环流量特性及其参数效应。结果表明:1)漂移流模型比均相流模型更适用于HRTL-5;2)当系统压力为1.5 MPa时,系统自然循环流量随加热热流密度的升高而增加;3)当系统压力为0.5 MPa时,系统自然循环流量随加热热流密度的升高先增加后减小;4)自然循环流量随加热段入口欠热度的升高而减小;5)当加热热流密度较低时,系统自然循环流量随压力的升高而减小,当加热热流密度较高时,系统自然循环流量随压力的变化呈现复杂状况。

回路振荡热管稳定运行条件及循环特性的热力学分析

以简单回路振荡热管为热力系统,通过热力学分析,导出了稳定循环的条件:蒸发端吸热量等于冷凝端放热量,且必须考虑耗散功的影响作用。推导出稳定循环过程的特征和热力学参量变化的规律,揭示了过程能量转换的特点。结果表明:吸(放)热过程包括潜热和显热,汽相比体积随压力的变化因素不可忽视;蒸汽干度和密度的变化与温度、压力同向,与流速相反;此过程中的能量转换是维持能量传递的重要条件。

基于遗传BP神经网络的超临界水自然循环稳态流量研究

利用遗传BP神经网络建立超临界水自然循环稳态流量预测模型,采用平均影响值(MIV)的概念进行参数敏感度分析。研究结果表明,遗传BP网络可以很好的预测超临界水自然循环稳态流量值,误差落在了±10%范围内。在所选的参数范围内,入口温度增大,稳态流量减小,提高试验段高度或减小加热段长度、出入口阻力系数可以使自然循环流量增加,其重要度排序为入口温度、试验段高度、入口阻力系数、出口阻力系数、加热段长度,且入口阻力系数、出口阻力系数、加热段长度影响基本对等。

回路脉动热管稳定运行理论模型的建立与分析

运用热力学和流体力学的分析方法建立简单回路脉动热管稳定运行的理论模型.分析显示,稳定循环时,系统循环体积功用于克服系统循环耗散功,而系统循环耗散功(热)与热管传热量呈一定关系.通过关联蒸发段与冷凝段的流动和传热,工质初始参数,热管几何参数以及运行参数,对传热和流动进行耦合求解.结果表明,稳定运行充液率xv范围为10%~80%,稳定传热功率随蒸发段进口温度tel和蒸发段温升Δte的升高而增大,其中,温升的影响大于蒸发段进口温度的影响;充液率在30%~50%之间时,存在极限传热功率;传热量中的显热份额随蒸发段进口温度和温升的提高而降低,但不随充液率变化.

自然循环参数稳态变化计算研究

稳态下自然循环各参数对于提高自然循环能力有着重要的作用。研究稳态情况下,自然循环流量等参数的变化规律。在给定相关参数的基础上,通过改变冷却段出口温度调整有效压头,并在更新相关的物性参数值后,分析不同参数下自然循环流量、各压头、冷却段冷却功率的变化规律。结果表明:冷却段出口冷却剂密度及比焓,随冷却段出口冷却剂温度增加而逐渐增加;加热段功率增加会引起自然循环流量增加。所得结果为提高自然循环能力及进一步研究提供参考。

液态铅铋合金自然循环实验与数值模拟

铅铋合金(lead-bismuth eutectic,LBE)自然循环流动与输传热特性的研究,对自然循环铅铋快堆的设计运行、提高反应堆自然安全性能有重要意义。为进一步探究铅铋合金的自然循环流动传热特性,本文基于自然循环理论分析,并结合其他冷却剂介质(钠、水),对比研究了LBE自然循环稳态流动与输传热行为规律与特点;同时基于LBE自然循环瞬稳态实验,对快堆系统分析程序FRTAC模拟LBE瞬、稳态自然循环的适宜性进行了初步验证;基于FRTAC程序计算,量化分析了不同运行工况、回路流道结构参数和回路阻力等因素对LBE自然循环的影响。结果表明,不同因素对LBE自然循环的影响程度不同,不同的回路运行温度水平对自然循环流动特性影响较小,而传热特性受回路不同运行温度水平影响的敏感性相对较大;自然循环高度(冷热心位差)对自然循环质量流量影响较显著。此外,回路整体管径增大将导致循环质量流量增加,加热区内温升与换热温差降低。

开式自然循环闪蒸不稳定的线性均相流模型

针对开式自然循环闪蒸不稳定边界的判定问题,本文运用状态空间方法对其进行研究,提出了描述该过程的线性均相流模型,导出了判断系统稳定性的状态空间表达式,并求解得到了闪蒸不稳定的边界。模型计算结果和实验结果符合较好,仅在高加热功率工况下存在一定偏差,而形成偏差的原因是加热段内沸腾喷发过程对闪蒸过程产生强烈的干扰,使其无法形成稳定的闪蒸流动。同时实验中通过注气诱导法排除了对闪蒸过程的影响,得到新的闪蒸不稳定边界,与模型计算得到的下边界符合很好,证明了本模型结果具有较高的准确性。

基于流态重构的节能超低排放循环流化床锅炉技术

介绍了一种新型的循环流化床燃烧技术,分析了太原锅炉集团基于流态重构的节能超低排放循环流化床锅炉产品的技术优化和工业应用验证。实践表明,循环流化床锅炉采用流态重构节能超低排放技术进行技改后,与常规循环流化床锅炉相比,在运行的经济性、可靠性、环保性等方面优势突出,具有推广价值。