Analysis on thermophoretic deposit of fine particle on water wall of 10 MW high temperature gas-cooled reactor

The water wall is an important part of the passive natural circulation residual heat removal system in a high temperature gas-cooled reactor. The maximum temperatures of the pressure shell and the water wall are calcu- lated using annular vertical closed cavity model. Fine particles can deposit on the water wall due to the thermophore- sis effect. This deposit can affect heat transfer. The thermophoretic deposit efficiency is calculated by using Batch and Shen’s formula fitted for both laminar flow and turbulent flow. The calculated results indicate that natural convection is turbulent in the closed cavity. The transient thermophoretic deposit efficiency rises with the increase of the pressure shell’s temperature. Its maximum value is 14%.

高温气冷堆非能动舱室冷却系统排热功率计算分析

非能动舱室冷却系统(RCCS)是模块式球床高温气冷堆(HTR-PM)的重要安全设施,准确预测事故工况下其与反应堆压力容器间的传热量对于RCCS设计具有重要意义。本文依托HTR-PM热态调试阶段反应堆压力容器壁面温度分布,采用计算流体动力学(CFD)方法,开展了RCCS全比例三维辐射传热及对流换热模拟。结果显示,Realizable k-ε湍流模型与Discrete Ordinates辐射传热模型可准确预测RCCS的排热功率,数值结果与测量结果相对误差在10%左右。基于THERMIX程序计算得到的事故工况后反应堆压力容器壁面温度分布,计算分析了投入不同列数RCCS及不同冷却水温度下的排热功率,并给出了不同工况时水冷壁与混凝土温度分布计算结果。

超临界水冷堆类四边形子通道内超临界水的传热试验研究

在压力23～28 MPa、质量流速700～1 300 kg/（m2·s）、热流密度200～800 kW/m2的参数范围内,对超临界水冷堆堆芯棒径D=8 mm、栅距比P/D=1.2的类四边形子通道内超临界水的传热特性及管壁温度分布进行了试验研究,分析了压力、热流密度和质量流速对管壁温度及传热特性的影响,并与环形通道内超临界水的传热特性进行了对比。试验结果表明：在超临界压力区,类四边形子通道管壁温度随着焓值的增大而逐渐上升,换热系数在拟临界点附近达到峰值,低焓值区的换热系数比高焓值区大;随压力增大,壁面温度升高,换热系数峰值减小;热负荷的增大和质量流速的减小均会使壁面温度升高,换热系数减小,削弱传热强化。与环形通道对比发现,在低焓值区,类四边形通道与环形通道内壁温度和换热系数相差不大;超临界水在类四边形子通道内比在环形通道内更容易渡过拟临界区,拟临界区对类四边子形通道的影响比对环形通道的影响小。

高温气冷堆蒸汽发生器舱室混凝土温度场分析

采用ABAQUS6.7有限元分析软件,对高温气冷堆蒸汽发生器舱室混凝土在正常工况和设备冷却水系统停止供水事故工况下的温度场进行了计算。结果表明,在正常工况下,蒸汽发生器舱室混凝土的最高温度低于规定的限值;在设备冷却水系统停止对屏蔽冷却水系统供水事故工况下,7天内混凝土最高温度低于100℃,屏蔽冷却水系统能够保证对蒸汽发生器舱室的冷却。

颗粒-壁面相互作用对石墨粉尘在高温气冷堆蒸汽发生器换热管表面沉积过程的影响

石墨粉尘在高温气冷堆蒸汽发生器换热管表面的沉积直接影响一回路放射性分布,因而备受学界和业界的关注。本文采用临界粘附速度模型研究石墨粉尘颗粒的碰壁过程,并将其耦合入蒸汽发生器一次侧的气固两相流模拟计算中,得到了石墨粉尘颗粒在换热管束间的输运和沉积规律。结果表明,考虑颗粒-壁面相互作用后,石墨颗粒沉积率显著减小,其与粒径的关系也有所不同。沉积率随粒径的增大先增大后减小,最大沉积率对应粒径约3μm。空间分布规律上,小颗粒迎风第1排管沉积率相对最大,2μm以上颗粒最大沉积率发生在第4-6排管。

冷壁加氢反应器改造成热壁脱色反应器的安全性分析

对原结构为冷壁结构的焦化柴油加氢反应器改造成为热壁的脱色反应器进行可行性及安全性分析。分析结果和一年多的使用表明 :这种改造是安全。

球床堆壁面结构效应的模拟研究

高温气冷球床堆的球床内壁附近,燃料球由于随机运动会形成附着于壁面的规则堆积,即球流结晶现象。燃料球的结晶化会导致球床堆内滞留区增大,流场均匀性恶化,影响高温堆的运行安全和效率。实际高温堆中,通过在球床内表面设置壁面结构来减小发生结晶的概率。文章通过DEM方法模拟了壁面结构防止结晶的作用,定义球流流场特征数进一步研究了壁面结构效应,并对不同壁面结构的效果进行比较,为工程中壁面结构设计提供方法。

热成像技术在冷壁加氢反应器热故障识别中的应用

本文通过红外热像的测试，结合设备结构特点，对冷壁加氢反应器的裂纹、减薄及剥落等故障的热特性进行了分析与识别，获得的热像特性可供同类设备参考。

核安全相关钢板-混凝土组合剪力墙耐火性能试验研究

基于实际应用,对核安全相关钢板-混凝土组合剪力墙("SC剪力墙")结构耐火性能进行研究。通过8个试件的整体受火试验,分析墙体厚度、钢板厚度、栓钉间距、高厚比等因素对试件耐火极限的影响,得到"SC剪力墙"在两面受火时的温度场特点、高温下的失效机理,以及高温作用下"SC剪力墙"承载力、延性及耐火性能指标。试验结果表明:"SC剪力墙"具有良好耐火性能。

基于有限元分析的高温气冷堆石墨颗粒碰壁过程研究

石墨颗粒碰壁过程的研究对定量计算高温气冷堆颗粒沉积率十分重要。本文基于有限元方法,利用ABAQUS软件对球形颗粒碰壁进行数值计算。仅考虑弹性变形时,计算结果与Hertz模型高度吻合.当考虑塑性变形导致的能量耗散时,计算得到的速度恢复系数变化趋势与实验数据吻合一致,但整体数值偏低,引入等效屈服强度概念后吻合较好.结果表明有限元方法数值计算颗粒碰壁准确可行,可为研究高温气冷堆石墨颗粒碰壁数值计算提供新的思路和方法。