纵向流绕丝管管束换热器试验研究

研究表明 ,纵向流管外绕丝管束换热器在生产上可满足强化传热和限定压降的要求。其综合性能指标介于普通光管和新型变截面管管束之间 ,但压降却小得多。其突出特点是制造简便 。

孤岛油田绕丝管防砂施工故障原因分析及预防

绕丝筛管是目前机械防砂工艺中较为成熟的防砂工艺,防砂效果好、有效期长,但是,在作业施工过程中由于受到井筒、管柱、防砂工具、地面环境和施工人员技术素质等多重因素的影响,经常发生充填事故。通过对孤岛油田绕丝筛管防砂施工故障进行分析,结合实际生产情况和以往的防砂经验,提出了把好三关:井筒处理关、防砂管柱关、砾石充填关的预防措施,提高了绕丝管防砂施工成功率及砾石充填效果,大大减少了作业成本。

绕丝管堵塞分析与治理

随着孤东油田的不断深入开发,绕丝管防砂井生产一段时间后,出现液量逐渐下降,液面逐渐降低等问题。本文较为详细分析了绕丝管及近井地带堵塞造成的原因,总结先期控制绕丝管堵塞节点及后期处理的具体做法,实现油井恢复产能,有效地提液增油。

阴阳离子交换器中排绕丝管改造技术探究

阴阳离子交换器中,对中排绕丝管进行改造可提升设备的应用性能,相关改造技术的应用可防止树脂漏出,因此,需要对设备改造技术进行系统研究。本文主要分析阴阳离子交换设备的应用状况,并且明确了中排绕丝管的具体使用情况,在此基础上,对企业阴阳离子交换器设备中的绕丝管改造技术进行探究。

新型螺旋绕丝管壳式换热器的设计

传统的折流板管壳式换热器,存在着流动死区大、压降损失大、传热效率低、结构太复杂加工难度大、易腐蚀易结垢寿命低等问题,对于工业的能源有效利用及节能减排十分不利。通过实验分析和数值模拟,本项目提出了一种新的结构设计使螺旋绕丝换热器更易于组装和大规模生产,十分利于推广。

绕丝棒束组件过渡流摩擦阻力实验研究

绕丝棒束组件低流速下摩擦阻力是钠冷快堆堆芯热工水力研究的重点内容之一。通过对现有组件摩擦阻力系数公式应用于过渡流存在的问题、现有组件摩擦阻力实验在低流速时出现的不同摩擦阻力特性的分析讨论,以及对一个37棒组件低流速摩擦阻力的实验研究,提出了组件内流动的转捩特性和提高经验公式在低流速时计算准确性的有效策略。研究结果表明:绕丝棒束组件内流动转捩并不是同时发生,而是在部分子通道的局部先发生,随着流速的增加扩散到整个组件,只有当一定数量子通道都发生转捩时,棒束的平均摩擦阻力才会显著增加。绕丝棒束组件摩擦阻力系数公式应尽可能使用小的层流向过渡流转捩的临界Re和插值指数,使公式尽早开始转捩,并平滑向过渡流过渡。

绕丝燃料棒自动外观缺陷检测系统设计

绕丝燃料棒是核反应堆中燃料组件的核心部件,燃料棒外径绕丝是燃料棒制造的关键工序,其外观质量是燃料组件十分关键的质量特性。本文以视频图像为切入点,机器视觉为技术支撑,借助深度学习建立绕丝燃料棒外观缺陷智能判别及自动定位方法。针对燃料棒表面缺陷特征,搭建高精度的图像采集系统,获取便于识别的燃料棒外观图像信息,研究检测算法能准确识别焊缝氧化色、划伤、异物、焊缝成形不良等缺陷,实现绕丝燃料棒外观缺陷的自动化检测。

基于CFD的绕丝元件棒束通道内流动传热特性研究

绕丝型燃料具有功率密度高、换热效果好等特点,相较于圆棒格架型燃料,能有效减小堆芯体积,实现反应堆紧凑布置。以四绕丝元件棒束通道内的流动传热特性研究对象,使用三维计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件Fluent进行了数值模拟,主要研究绕丝螺距对流动传热特性的影响以及交混效应的特点。研究结果表明,随着绕丝螺距的减小,通道内的平均温度降低、压降增大;在绕丝作用下,通道间出现了明显的横向交混,横向交混随着绕丝螺距的增大而减弱;在对元件棒周向温度进行分析时发现热点主要集中在绕丝与元件棒的接触点附近,在进行热工安全分析时需要重点关注此处的传热恶化。

含绕丝棒束低流速时阻力特性的实验研究

钠冷快堆含绕丝棒束组件低流速时的摩擦阻力特性,是设计钠冷快堆非能动事故余热排出系统的重要参数。使用水作为测量介质,采用改进的液柱测压方法,准确测量了一个有机玻璃材质37棒绕丝棒束组件雷诺数Re=200~1 100时的摩擦阻力特性。结果表明,被测量组件从层流向湍流转捩的临界Re为370。组件的入口段长度随着流速的增加而增大,随着流动开始向湍流转变而减小。现有的绕丝棒束摩擦阻力系数经验公式中,UCTD公式与实验值最接近:在层流区,UCTD公式高估了约7%,在层流向湍流转换区,UCTD公式计算值与实验值基本一致。同时,UCTD和CTS公式还高估了组件从层流向湍流转捩的临界Re。

钠冷快堆绕丝环形燃料组件流动特性分析

钠冷快堆通过金属绕丝定位,绕丝在加强冷却剂交混、促进对流换热、减小机械振动等方面具有重要的作用。本文通过计算流体力学(CFD)建立钠冷快堆环形燃料组件的相关数学物理模型,就绕丝所引起冷却剂在子通道的流动特性展开研究。研究表明:冷却剂在子通道内的流动呈现周期性,周期为一个螺距(100 mm);中心子通道内冷却剂的流动受相邻棒束的三个绕丝的影响,绕丝的交混作用更强,流动更加稳定;子通道横向流最大为1.74 m/s,横向流最大的位置随着绕丝螺旋结构缠绕位置的不同而变化;子通道间隙内的归一化横向流具有周期性。本文为钠冷快堆环形燃料组件的进一步优化设计提供数据支撑,具有一定的研究意义。

绕丝交混模型对钠冷快堆组件子通道分析的影响

钠冷快堆燃料棒表面缠绕的绕丝能够强化通道间的冷却剂横向流动,降低组件盒内温度分布的不均匀性,提升反应堆安全性。现有的子通道程序通过采用不同类型的绕丝交混模型,模拟了绕丝对组件盒内各类参数计算结果的影响。为了研究不同绕丝交混模型对钠冷快堆组件盒内流动与传热模拟的影响,基于Mikityuk对流传热模型以及Cheng-Todreas流动压降模型,分别采用强迫横流模型以及带绕丝湍流交混模型建立了子通道分析方法,并与美国ORNL开展的FFM-2A实验数据以及其他子通道程序针对该实验的分析结果进行了对比验证。结果表明在低流量条件下两种模型均能较好模拟带绕丝组件的流动与传热情况;在高流量条件下使用强迫横流模型分析结果与实验符合较好,使用带绕丝湍流交混模型的分析结果高估了靠近中心通道的出口冷却剂温度。

含绕丝棒束内横向流动的可视化实验与数值模拟研究

螺旋绕丝是第4代先进核反应堆燃料组件的定位装置之一,冷却剂在绕丝作用下发生定向交混和周期性横流,是影响燃料元件包壳温度的重要因素,有必要进行深入研究。本文采用粒子图像测速法对含绕丝7棒束内水的横向流动进行实验测量,得到了横截面整体速度分布和局部流动特性,并利用STAR CCM+软件进行了稳态数值模拟,分析了无量纲横向流速的变化规律。结果表明,棒束内存在整体环流和若干局部涡流,大尺度涡出现在棒和内壁附近,小尺度涡出现在棒和绕丝附近。随着雷诺数的增大,横向流动规律基本一致,但速度大小呈线性增长趋势。湍流模型敏感性分析表明,雷诺应力-椭圆混合模型对流场的预测与实验数据最为接近。横向流动具有明显的周期性,对于所选定的棒束结构,最大横向流速约为轴向流速的25%,且在绕丝经过棒间隙时出现突变。

全流态工况下绕丝棒束内的摩擦压降模型研究

为准确预测液态铅铋在燃料组件棒束内截面的摩擦压降特性,需选取合适的摩擦压降模型。针对8种不同的绕丝棒束内摩擦压降模型,采用统计分析的方式评估模型的适用性,研究不同模型在不同流态范围内实验数据的预测准确性。分析结果表明:摩擦系数不仅与棒束数量(Nr)和节径比(P/D)有关,还与螺径比(H/D)有关;在层流范围内BBDD模型和本文模型与实验数据较为吻合;在过渡流范围内BBDD模型、CTD模型和本文模型与实验数据较为吻合;在湍流范围内Rehme模型、UCTD模型和本文模型与实验数据较为吻合。因此,本文提出的模型适用于全流态的燃料组件棒束内截面的摩擦压降预测。

液态铅铋合金绕丝燃料组件共轭传热数值模拟

围绕液态铅铋合金(LBE)的数值模拟研究通常仅针对流体域,而忽略了固体域的影响。为了研究绕丝燃料组件物理模型及边界条件对LBE的流动与传热的影响,基于质量守恒原则、能量守恒原则和传热特性等效原则,设计了燃料棒及绕丝表面有恒热流密度的纯流体域模拟、燃料棒及绕丝有恒体积功率的流固共轭传热模拟、燃料棒表面有恒热流密度的纯流体域模拟和燃料棒有恒体积功率的流固共轭传热模拟这4种数值模拟方案,在施加相同总功率条件下,比较了4种方案的LBE和流固边界上的温度分布差异。对比分析4种方案的大涡模拟结果发现:流固共轭传热方案比热流边界方案更具合理性;与Pacio实验数据相比,方案四即燃料棒具有恒体积功率的流固共轭传热的数值模拟结果在流固边界峰值温度上的偏差最小。因此,针对绕丝燃料组件LBE及包壳局部温度峰值的数值预测,推荐采用燃料棒有内热源的流固共轭传热数值模拟方案,能够准确预测绕丝燃料组件内LBE的温度特性。

19棒束绕丝燃料组件内液态铅铋合金热工水力性能研究

对不同绕丝数量19棒束燃料组件内液态铅铋合金的热工水力性能进行了数值研究。首先计算了单绕丝燃料组件内液态铅铋合金的热工水力性能,所选取棒束截面的温度分布和棒束通道平均换热系数与实验结果符合良好,表明采用的计算模型和方法具有较高的可靠性;其次,通过比较不同绕丝数量计算模型的计算结果,发现多绕丝燃料组件内流场分布均匀性较好,表明绕丝数量的增多使流场的搅混更加充分,能降低燃料棒表面温度,有利于热工性能的增强,但组件内的流动阻力损失也有所增大;最后,采用流动换热联合因子对不同绕丝数量燃料组件综合热工水力性能进行了比较,结果表明,在分析的范围内,4绕丝19棒束燃料组件的综合性能最好。

一种用于塑料扁丝的双面联动收卷绕丝装置

本文介绍了一种用于塑料扁丝的双面联动收卷绕丝装置,涉及扁丝生产技术领域。本技术包括机架,机架的内部安装有若干规则分布且通过负压联管而相互串联的卷绕机构,卷绕机构包括与机架转动连接的传动轴、与机架固定连接的电机和分别安装于机架两侧面的绕丝组件,传动轴的两端均与绕丝组件固定连接,电机的输出轴端与传动轴传动连接,绕丝组件分别包括与机架固定连接的机壳和导丝弧杆、与机架转动连接的卷辊。本技术通过绕丝组件的设置,使本装置能够高效完成塑料扁丝的联动式收卷绕制作业,且本装置在扁丝的收卷绕制作业时,通过轴式联动绕制结构的实现,便于实现成组绕丝组件的批量联动控制和批量联动组装。

绕丝过滤器在密实固定床吸附塔上的应用

密实固定床吸附塔的绕丝过滤器一般都是根据经验设计,设计依据缺乏理论分析和试验数据。通过密实固定床吸附塔吸附试验,对绕丝过滤器的出液能力、过滤效果、压降规律及清洗方式进行了研究。结果表明,当绕丝过滤器的过滤缝隙面积是进液口面积的4倍时,可满足空塔线速度为65 m/h时的出液能力和过滤功能。试验总结了过滤器两端压降的变化规律、过滤器反冲洗方式和效果,为绕丝过滤器的设计和选型提供了依据,并明确了实际生产中绕丝过滤器的选型方法,可为后续大通量离子交换设备的研发提供参考。

PE/PP共混物卷绕丝微观结构的研究

用透射和扫描电子显微镜研究PP/PE共混物在熔融纺丝时 ,PE掺入对PP结构的影响。研究结果表明 :PE与PP存在一定程度的相互作用 ,PP中加入PE能改变卷绕丝中PP结晶结构 ;PP中加入质量分数低于 10 %的PE时可以顺利纺丝 ,所得的卷绕丝断裂伸长率较大 。

快堆带绕丝棒束组件低雷诺数下的水力特性分析

低雷诺数(Re)流动存在于正常运行或事故停堆工况的各类组件中,对于快堆的安全运行具有重要意义。利用CFX程序对低Re下的中国实验快堆不同类型的带绕丝棒束组件的水力特性进行了分析。结果表明,通过利用1个螺距的带绕丝棒束组件计算得到的低Re下的水力特性与实验结果以及Engel关系式符合较好。通过利用4个螺距的带绕丝棒束组件计算结果表明,绕丝产生的横向流动使组件6个壁面上压力分布有所不同,但在流动充分发展时,每个面轴线方向的压降按螺距均匀分布,从而进行带绕丝棒束组件水力特性测量时,需在组件同一面上按照整数倍螺距来布置测点,才能避免由于横向流动对测量带来的影响。

湿法缠绕用绕丝嘴的研究

通过对绕丝嘴展纱机理的分析,设计了三种结构形式的绕丝嘴;分别测试了绕丝嘴在环向和纵向缠绕时的展纱宽度。通过对绕丝嘴展纱的研究,对三轴缠绕机提出了新要求。认为在四轴缠绕机上应用3#绕丝嘴,将更能精确地控制纱带宽。使缠绕工艺能切实地满足产品的结构设计要求。