熔盐堆用U型管壳式换热器的传热与流动特性模拟分析

为更好地理解和掌握熔盐换热器的运行特征,并给熔盐堆中换热器的设计和运行累积经验,本文以美国橡树岭国家实验室10 MWt熔盐实验堆(Molten Salt Reactor Experiment,MSRE)用的主换热器为研究对象,基于该换热器的设计参数,应用管壳式换热器的理论计算方法(包括Kern方法和Bell-Delaware方法)、换热器设计软件HTRI Xchanger Suite和计算流体力学方法(Computational Fluid Dynamics,CFD)对换热器的关键性能指标(如换热系数、压降和换热功率)分别进行了计算分析,并与MSRE主换热器的实验数据进行比较分析。结果表明:两种理论计算方法(Kern方法、Bell-Delaware方法)、HTRI软件及CFD仿真模拟的结果与实验结果的差异均在可接受范围内。其中,Kern方法与MSRE实验所得的换热量相差最大,约为15%;HTRI软件模拟与MSRE实验所得的总换热系数相差最小,为0.16%。理论计算方法、换热器设计软件及CFD仿真均在不同程度上适用于熔盐-熔盐换热器设计,且CFD仿真还可以对换热器内部传热和流动细节进行直观描述。

EXPLICITLY SOLVABLE CHARACTERISTIC METHOD FOR CONVECTION DIFFUSION PROBLEMS

In this paper, a new method for numerically solving nonlinear convection-dominated diffusion problems is devised and analysed. The discrete time approximations with time stepping along charactcristics are cstablished and solved in spaces posscssing reproducing kernel functions. At each time step, the exact solution of the approximate problem is given by explicit expression. The computational advantage of this method is that the schemes are absolutely stable, and are explicitly solvable as well. The stability and error estimates are derived. Some numerical results are given.

管壳式换热器壳侧传热系数的影响因素研究

针对工业中广泛应用的管壳式换热器,采用3种计算方法分别对7台典型的管壳式换热器的壳侧换热系数进行了计算研究,研究结构参数对壳侧传热性能影响的结果表明,管子节径比、折流板间距、折流板与壳体内壁间隙以及管束外缘与壳体内壁间隙等结构参数均对壳侧的传热性能有较大影响。不同计算方法之间的对比分析表明:以Kern法和Donohue法为代表的整体法相对于流路分析法偏差较大,而Bell-Delaware法的计算精度相对于整体法明显提高。

基于改进核极限学习机的短期负荷预测模型分析

以极限学习分析模型为基础,对子网负荷变化进行了预测,同时比较了经过改进得到的核极限学习机模型与神经网络方法各自计算得到的结果。研究结果表明:利用聚类方法进行改进的KELM模型可以获得更低的Max-AE,使模型获得更优的拟合性能;采用聚类方法试试改进的KELM模型还可以达到比直接预测更高的效率,表明聚类得到的组合预测模型具备有效性,能够显著降低模型的预测误差;极限学习机模型不必对算法实施迭代,整体运行效率较高,最后可以获得一个最优解;核极限学习机方法可以达到最优状态,获得理想的泛化能力。