亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        傳熱管泄漏對(duì)蒸汽發(fā)生器動(dòng)態(tài)特性的影響

        2015-05-25 00:33:45孫寶芝史建新鄭陸松劉尚華
        原子能科學(xué)技術(shù) 2015年4期
        關(guān)鍵詞:冷卻劑氣泡蒸汽

        孫寶芝,史建新,雷 雨,李 娜,鄭陸松,劉尚華

        (1.哈爾濱工程大學(xué) 動(dòng)力與能源工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150001;2.哈爾濱電站設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究所有限公司,黑龍江 哈爾濱 150001)

        傳熱管泄漏對(duì)蒸汽發(fā)生器動(dòng)態(tài)特性的影響

        孫寶芝1,史建新1,雷 雨2,李 娜1,鄭陸松1,劉尚華1

        (1.哈爾濱工程大學(xué) 動(dòng)力與能源工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150001;2.哈爾濱電站設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究所有限公司,黑龍江 哈爾濱 150001)

        以大亞灣核電站蒸汽發(fā)生器為研究對(duì)象,建立了基于漂移流理論的蒸汽發(fā)生器一維動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型及傳熱管泄漏模型,并進(jìn)行了蒸汽發(fā)生器不同工況下的穩(wěn)態(tài)仿真。在驗(yàn)證所建立漂移流模型和傳熱管泄漏模型的基礎(chǔ)上,研究了不同工況下傳熱管泄漏位置及泄漏流量對(duì)蒸汽發(fā)生器關(guān)鍵參數(shù)的影響。研究結(jié)果表明,所建立的漂移流模型和傳熱管泄漏模型能準(zhǔn)確反映不同泄漏情況下蒸汽發(fā)生器質(zhì)量含汽率及蒸汽壓力等關(guān)鍵參數(shù)的變化規(guī)律,泄漏發(fā)生在熱端沸騰段入口處時(shí)各參數(shù)變化最顯著,泄漏量為冷卻劑流量的5%時(shí)出口質(zhì)量含汽率由0.261降到0.163?;谄屏骼碚搨鳠峁苄孤?duì)蒸汽發(fā)生器動(dòng)態(tài)特性影響的成功預(yù)測(cè),為蒸汽發(fā)生器傳熱管泄漏事故的監(jiān)測(cè)與防范措施的制定提供一定參考。

        蒸汽發(fā)生器;漂移流模型;傳熱管泄漏;熱工水力特性

        蒸汽發(fā)生器是核電廠一、二回路的承壓邊界,也是連接反應(yīng)堆和汽輪機(jī)的樞紐,因此它的動(dòng)態(tài)特性影響著整個(gè)壓水堆裝置的安全運(yùn)行。蒸汽發(fā)生器傳熱管泄漏事故在核電廠事故中占首要地位,該事故發(fā)生后,放射性物質(zhì)進(jìn)入二次側(cè)并排入大氣環(huán)境會(huì)造成放射性污染,更重要的是它可能使蒸汽發(fā)生器發(fā)生滿溢,使主蒸汽管道充水,水從釋放閥排出時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致這些閥門卡開,將導(dǎo)致某些安全措施失效,有可能發(fā)生熔堆事故,因此各國(guó)學(xué)者對(duì)蒸汽發(fā)生器泄漏事故給予了高度關(guān)注。2002年Ji等[1]應(yīng)用MARS1.4程序分析了單管和多管破裂以及不同破裂位置對(duì)蒸汽發(fā)生器傳熱管事故進(jìn)程的影響;2007年Ferng[2]基于實(shí)際蒸汽發(fā)生器模型和簡(jiǎn)化的邊界條件,采用CFX軟件中核素泄漏水力模型研究了蒸汽發(fā)生器二次側(cè)流動(dòng)沸騰傳熱特性,并預(yù)測(cè)了泄漏核素在二次側(cè)的分布規(guī)律;2010年López等[3]采用FLUENT6.2軟件計(jì)算了傳熱管在不同破裂形狀時(shí)泄漏核素冷態(tài)速度場(chǎng)的分布規(guī)律;2012年蔣立國(guó)等[4]應(yīng)用RELAP5/MOD3.4程序,針對(duì)套管式直流蒸汽發(fā)生器不同泄漏位置及不同破管根數(shù)進(jìn)行仿真,得出了破裂位置對(duì)事故進(jìn)程的響應(yīng)大致相同的結(jié)論。

        從上述分析可看出,蒸汽發(fā)生器傳熱管泄漏事故對(duì)核電廠的安全運(yùn)行有極大的影響,因此研究傳熱管泄漏后蒸汽發(fā)生器關(guān)鍵參數(shù)的變化規(guī)律,在核電廠運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),以便采取有效措施防止連帶事故的發(fā)生就顯得尤為重要。本文以大亞灣核電站U形管自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器為原型,在合理假設(shè)的基礎(chǔ)上,根據(jù)蒸汽發(fā)生器實(shí)際工作過(guò)程建立基于漂移流理論的一維動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型及傳熱管泄漏模型,對(duì)傳熱管不同位置、不同工況及不同泄漏流量的泄漏進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。

        1 物理模型

        1.1 蒸汽發(fā)生器控制體劃分

        根據(jù)蒸汽發(fā)生器二次側(cè)的流動(dòng)與傳熱特性,將其劃分為6個(gè)控制體:給水與汽水分離器分離出的再循環(huán)水混合的給水室,無(wú)熱交換的下降通道,對(duì)給水進(jìn)行加熱的預(yù)熱段,對(duì)汽、液進(jìn)行加熱的沸騰段,無(wú)熱交換的上升段以及進(jìn)行汽水分離的蒸汽腔室。考慮到一次側(cè)流體與傳熱管冷熱端傳熱情況的差異,對(duì)應(yīng)于二次側(cè)控制體的預(yù)熱段和沸騰段,一次側(cè)流體和傳熱管各劃分為4個(gè)控制體[5]。U形管束用1根流動(dòng)面積和傳熱面積等效的U形管表示。圖1為蒸汽發(fā)生器物理模型結(jié)構(gòu)示意圖,其中FW為給水室,DC為下降管區(qū)域,SC為二次側(cè)過(guò)冷區(qū)域,F(xiàn)為二次側(cè)沸騰區(qū)域,R為上升段區(qū)域,SD為蒸汽空間,Pi(i=1,2,3,4)和Mi(i=1,2,3,4)分別為相應(yīng)的一次側(cè)流體和傳熱管控制體。

        圖1 蒸汽發(fā)生器物理模型結(jié)構(gòu)Fig.1 Physical model structure of steam generator

        1.2 蒸汽發(fā)生器傳熱管泄漏物理模型

        為分析傳熱管泄漏位置對(duì)蒸汽發(fā)生器熱工水力參數(shù)的影響,在U形管上選取了4個(gè)泄漏位置,如圖2a所示。圖中,1位置表示熱端冷卻劑入口處,2位置表示熱端二次側(cè)沸騰段入口處,3位置表示冷端沸騰段入口處,4位置表示冷端冷卻劑出口處。為方便建模,U形管束用1根流動(dòng)面積和傳熱面積等效的U形管表示,因此建立的1位置處泄漏模型如圖2b所示。其他位置傳熱管破口模型與1位置的相同。

        圖2 傳熱管泄漏位置(a)及泄漏模型(b)Fig.2 Leak location(a)and model(b)of heat transfer tube

        1.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)

        結(jié)合大亞灣核電站蒸汽發(fā)生器U形傳熱管的實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理簡(jiǎn)化后,其結(jié)構(gòu)參數(shù)列于表1。

        表1 蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)參數(shù)Table 1 Structural parameters of steam generator

        2 數(shù)學(xué)模型

        由于蒸汽發(fā)生器一次側(cè)、傳熱管壁及二次側(cè)其他段控制體的數(shù)學(xué)模型已成熟[6],不再贅述。本文主要建立二次側(cè)沸騰段的漂移流數(shù)學(xué)模型。

        由于蒸汽發(fā)生器內(nèi)的熱力過(guò)程十分復(fù)雜、影響因素眾多,且各因素之間存在著非線性關(guān)系,因此根據(jù)蒸汽發(fā)生器實(shí)際工作情況進(jìn)行以下假設(shè):1)蒸汽發(fā)生器內(nèi)工質(zhì)流動(dòng)是一維的,工質(zhì)的熱工水力參數(shù)只沿軸向變化,即在同一橫截面上,具有相同的狀態(tài)參量;2)蒸汽發(fā)生器二次側(cè)流體沸騰為飽和沸騰,忽略過(guò)冷沸騰;3)蒸汽腔室內(nèi)的蒸汽干度為100%;4)忽略一、二次側(cè)工質(zhì)軸向?qū)?,U形管管壁軸向?qū)?,蒸汽發(fā)生器與外界熱交換以及任何除U形管傳熱外部件的熱容;5)不考慮下降通道內(nèi)工質(zhì)與二次側(cè)流體工質(zhì)間的傳熱;6)在蒸汽發(fā)生器一次側(cè)或二次側(cè)內(nèi),工質(zhì)的壓力僅隨時(shí)間變化而不隨空間變化。

        2.1 漂移流模型

        在蒸汽發(fā)生器二次側(cè)沸騰段,流體為汽水混合物。由于氣液兩相之間存在軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng),且空泡份額α沿軸向分布不均勻,因而采用漂移流模型來(lái)描述沸騰段的沸騰傳熱過(guò)程[7-8]。

        混合物質(zhì)量守恒方程:

        混合物能量守恒方程:

        混合物動(dòng)量守恒方程:

        ρb,g、ρb,l分別為氣、液相密度,kg/m3;ub,g、ub,l分別為氣、液相真實(shí)速度,m/s;hb,g、hb,l分別為氣、液相焓,J/kg;τ為時(shí)間,s;z為傳熱管高度,m;pb為二次側(cè)壓力,Pa;Qb為二次側(cè)傳熱量,W;Gb為折算質(zhì)量流量,kg/s;Φ2l0為全液相摩擦因子,可根據(jù)Martinelli-Nelson關(guān)系式求得;j為汽水混合物的折算速度,m/s;Sdg為漂移流壓降,Pa;ugm為氣相漂移速度,m/s;C0為漂移流分布參數(shù),可根據(jù)DIX推薦經(jīng)驗(yàn)公式求得;下標(biāo)b表示二次側(cè)。

        2.2 傳熱管泄漏模型

        1)一次側(cè)控制體

        降低,除以上方程外還需建立動(dòng)量方程:

        式中:ΔGp為一次側(cè)向二次側(cè)泄漏量,kg/s;Kξ為流體工質(zhì)阻力系數(shù);l為控制體對(duì)應(yīng)的U形管長(zhǎng)度,m;dp為一次側(cè)當(dāng)量直徑,m;Fp為一次側(cè)流通截面積,m2;ρ為流體密度,kg/m3;u為流體速度,m/s;Qn,p,x為一次側(cè)第n個(gè)(n=1,2,3,4)控制體的傳熱量,kW;下標(biāo)p和x分別表示一次側(cè)流體和一次側(cè)流體泄漏后工質(zhì)特性,1、2表示進(jìn)出口工質(zhì)特性。

        2)二次側(cè)控制體

        由于傳熱管泄漏發(fā)生在預(yù)熱段及沸騰段,所以泄漏模型只針對(duì)預(yù)熱段及沸騰段。

        (1)預(yù)熱段

        當(dāng)蒸汽發(fā)生器傳熱管在預(yù)熱段入口處發(fā)生泄漏時(shí),按集總參數(shù)法推導(dǎo)的質(zhì)量、能量和動(dòng)量守恒方程為:

        式中:G為工質(zhì)質(zhì)量流量,kg/s;V為控制體體積,m3;Fs為二次側(cè)流體流通截面積,m2;下標(biāo)sc表示預(yù)熱段。

        (2)沸騰段

        2.2 出血型甲狀腺囊性結(jié)節(jié)微創(chuàng)治療療效、安全性評(píng)價(jià)及復(fù)發(fā)情況 1周后復(fù)查,5例囊腔縮?。?0%,10例囊腔縮小為50%~90%。1個(gè)月后復(fù)查,3例囊腔較前縮?。?0%(圖1C),11例囊腔較前縮小為50%~90%,1例囊腔縮?。?0%。3個(gè)月后復(fù)查,8例囊腔較前縮?。?0%(其中3例囊腔消失,圖1D),6例囊腔較前縮小50%~90%,1例囊腔較前縮小<50%,于術(shù)后3個(gè)月復(fù)發(fā)。治療后3個(gè)月,總有效率93.3%,復(fù)發(fā)率為6.67%。

        當(dāng)蒸汽發(fā)生器傳熱管在沸騰段入口處發(fā)生泄漏時(shí),質(zhì)量和能量守恒方程為:

        其中:

        式中:ΔF為傳熱管泄漏面積,m2;Lf,x為沸騰段長(zhǎng)度。

        動(dòng)量守恒方程為:

        式中,De為二次側(cè)流體當(dāng)量直徑,m。

        當(dāng)考慮蒸汽發(fā)生器發(fā)生恒定泄漏時(shí),式(11)等號(hào)右邊第1項(xiàng)可忽略。

        為了對(duì)蒸汽發(fā)生器進(jìn)行整體的熱工水力分析,需補(bǔ)充水位模型。該模型由文獻(xiàn)[9]給出。

        2.3 邊界條件

        經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的蒸汽發(fā)生器模型為連續(xù)狀態(tài)且有適度的剛性,應(yīng)用MATLAB軟件自帶微分方程求解器,選用ode23t算法,設(shè)置為自動(dòng)步長(zhǎng)。根據(jù)大亞灣核電站不同工況下的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置的邊界條件[10-11]列于表2。

        3 結(jié)果分析

        3.1 模型驗(yàn)證

        基于所建數(shù)學(xué)模型,應(yīng)用SIMULINK仿真軟件建立仿真模型,進(jìn)行蒸汽發(fā)生器典型穩(wěn)態(tài)工況(100%、70%、50%、30%)下的仿真計(jì)算,以驗(yàn)證所建立的數(shù)學(xué)模型及采用的仿真方法的正確性。100%工況仿真結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的對(duì)比列于表3。

        表2 邊界條件Table 2 Boundary conditions

        表3 各工況下仿真結(jié)果與實(shí)際參數(shù)的對(duì)比Table 3 Comparison between simulation results and actual parameters under all loads

        蒸汽發(fā)生器在100%工況穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí),質(zhì)量含汽率仿真結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的最大相對(duì)誤差為4.40%,在其他穩(wěn)態(tài)工況(70%、50%、30%)運(yùn)行時(shí),仿真結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的最大相對(duì)誤差分別為3.51%、3.84%、3.15%,均控制在5%以內(nèi),說(shuō)明了所建立的數(shù)學(xué)模型及采用的仿真方法的正確性。

        圖3 100%工況蒸汽發(fā)生器在不同泄漏位置的仿真結(jié)果Fig.3 Simulation results of different leak locations under full load

        3.2 傳熱管泄漏動(dòng)態(tài)特性分析

        1)100%工況蒸汽發(fā)生器在不同泄漏位置的仿真結(jié)果分析

        圖3為蒸汽發(fā)生器在100%工況穩(wěn)態(tài)運(yùn)行50s后不同位置發(fā)生傳熱管泄漏事故,一次側(cè)冷卻劑以穩(wěn)定泄漏量(冷卻劑流量的5%)流向二次側(cè)時(shí),各主要參數(shù)的響應(yīng)曲線。對(duì)比可知,同一工況下不同泄漏位置,各參數(shù)的響應(yīng)趨勢(shì)大體相同。

        傳熱管泄漏事故發(fā)生時(shí),一次側(cè)流體流量忽然降低,導(dǎo)致沸騰段對(duì)流傳熱減弱,傳熱量減小。泄漏發(fā)生在不同位置其響應(yīng)程度各異,因熱端傳熱強(qiáng)度大于冷端,沸騰段傳熱強(qiáng)度大于預(yù)熱段,所以泄漏發(fā)生在熱端沸騰段入口(2位置)對(duì)一次側(cè)流量降低的響應(yīng)程度最大,即總傳熱量降低幅度最大,質(zhì)量含汽率降低幅度最大(圖3a)。

        冷卻劑由破口泄漏進(jìn)入二次側(cè)時(shí),二次側(cè)壓力升高,熱端沸騰段傳熱強(qiáng)度最大,泄漏時(shí)刻泄漏位置在熱端沸騰段入口壓力升高最明顯,其次分別為冷端沸騰段入口、熱端預(yù)熱段入口、冷端預(yù)熱段入口,之后因蒸汽產(chǎn)量的減少,壓力降低,蒸汽產(chǎn)量減小幅度越大,壓力下降越明顯(圖3b)。

        傳熱管泄漏事故發(fā)生后,泄漏的冷卻劑(水)由于閃蒸將產(chǎn)生大量氣泡,出現(xiàn)“虛假水位”,水位急劇升高,之后隨著氣泡的破裂水位下降,因此蒸汽發(fā)生器水位由于虛假水位而呈現(xiàn)圖3c所示急劇升高后又降低的趨勢(shì)。傳熱管發(fā)生泄漏后一次側(cè)流體將泄漏至二次側(cè),由于一次側(cè)流體溫度較高,當(dāng)泄漏至二次側(cè)時(shí)其壓力急劇降低,由一次側(cè)泄漏的流體(水)將閃蒸產(chǎn)生大量蒸汽。當(dāng)泄漏位置位于沸騰段時(shí),由于閃蒸和沸騰的雙重作用產(chǎn)生的氣泡量大于泄漏位置位于預(yù)熱段時(shí)僅由閃蒸產(chǎn)生的氣泡量,因此預(yù)熱段發(fā)生泄漏時(shí)的虛假水位低于沸騰段發(fā)生泄漏時(shí)的虛假水位;泄漏位置同位于預(yù)熱段或同位于沸騰段時(shí),熱端發(fā)生泄漏時(shí)產(chǎn)生的氣泡量大于冷端發(fā)生泄漏時(shí)產(chǎn)生的氣泡量,即熱端發(fā)生泄漏時(shí)的虛假水位高于冷端發(fā)生泄漏時(shí)的虛假水位。之后隨著氣泡破裂,水位降低,氣泡越多,水位下降幅度越大,最后水位達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)。且從圖3c可看出,泄漏發(fā)生在不同位置時(shí),最終穩(wěn)定水位均控制在一合理范圍內(nèi)。

        2)不同工況蒸汽發(fā)生器在同一泄漏位置(冷卻劑入口處)的仿真結(jié)果分析

        圖4為不同工況蒸汽發(fā)生器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行50s后,同一位置發(fā)生泄漏時(shí),各主要參數(shù)的變化曲線。對(duì)比圖4可看出,4種工況下各參數(shù)的響應(yīng)趨勢(shì)大體相同。

        傳熱管泄漏時(shí)刻,一次側(cè)冷卻劑壓力、進(jìn)出口溫度基本不變,由于一、二次側(cè)壓差及溫差較大,所以冷卻劑由一次側(cè)流入二次側(cè)時(shí),會(huì)發(fā)生閃蒸現(xiàn)象,產(chǎn)生氣泡,之后由于流量減小,總傳熱量減少,蒸汽產(chǎn)量大幅下降,二次側(cè)循環(huán)水量增大,閃蒸所產(chǎn)生的氣泡量較小,所以質(zhì)量含汽率在泄漏時(shí)刻無(wú)明顯上升趨勢(shì)(圖4a)。

        冷卻劑由壓力較高的一次側(cè)流入壓力較低的二次側(cè),使二次側(cè)壓力出現(xiàn)大幅升高,之后隨著蒸汽產(chǎn)量的減少,蒸汽腔室內(nèi)壓力會(huì)相應(yīng)出現(xiàn)減小趨勢(shì),直至達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)(圖4b)。

        圖4 不同工況蒸汽發(fā)生器在同一泄漏位置的仿真結(jié)果Fig.4 Simulation results of same leak location under different loads

        由圖4c可看出,蒸汽發(fā)生器發(fā)生泄漏事故后,二次側(cè)水位先大幅上升后經(jīng)較大幅度下降,最后小幅上升穩(wěn)定在某一狀態(tài)。這是因?yàn)?,一次?cè)流體進(jìn)入二次側(cè),二次側(cè)循環(huán)水量增加,水位上升,且由于一、二次側(cè)溫差較大,流體進(jìn)入二次側(cè)時(shí),發(fā)生閃蒸現(xiàn)象,產(chǎn)生氣泡,使二次側(cè)水位呈大幅上升趨勢(shì),又由于二次側(cè)壓力升高,飽和溫度增大,氣泡破裂,水位較大幅度下降,之后隨著二次側(cè)蒸汽產(chǎn)量下降,壓力有所降低,飽和溫度降低,使二次側(cè)產(chǎn)生少量氣泡,水位經(jīng)小幅上升后達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。且從圖4c還可見(jiàn),最后穩(wěn)定水位高度與原水位高度較接近,水位得到了合理控制。隨著負(fù)荷的增大,一次側(cè)入口溫度升高,而運(yùn)行壓力不變,二次側(cè)蒸汽壓力降低,相應(yīng)飽和溫度降低,所以一次側(cè)冷卻劑向二次側(cè)泄漏時(shí)負(fù)荷越高,泄漏的冷卻劑(水)閃蒸越劇烈,即由一次側(cè)泄漏的冷卻劑閃蒸產(chǎn)生的蒸汽越多,這導(dǎo)致虛假水位也隨之增大,所以100%工況泄漏導(dǎo)致的虛假水位最高,因此圖4c中100%工況與其他工況相比水位變化趨勢(shì)略有不同。

        泄漏發(fā)生時(shí)刻,一次側(cè)壓力不變,隨著負(fù)荷降低及一次側(cè)流體進(jìn)入二次側(cè),一、二次側(cè)壓差減小,二次側(cè)蒸汽壓力上升幅度減小,質(zhì)量含汽率下降幅度減小,蒸汽壓力下降趨勢(shì)減緩,水位下降幅度減?。▓D4)。

        3)蒸汽發(fā)生器以不同流量發(fā)生泄漏的仿真結(jié)果分析

        圖5為蒸汽發(fā)生器100%工況穩(wěn)態(tài)運(yùn)行50s后,同一位置(冷卻劑入口處)分別以冷卻劑流量的5%、3%、2%、1%發(fā)生泄漏時(shí),蒸汽發(fā)生器主要參數(shù)的變化曲線。由圖5可看到,發(fā)生不同流量泄漏時(shí),各參數(shù)的變化規(guī)律相同。

        當(dāng)蒸汽發(fā)生器傳熱管泄漏時(shí),隨著一次側(cè)進(jìn)入二次側(cè)流量的增加,一次側(cè)流量相對(duì)減少,一次側(cè)冷卻劑壓力、進(jìn)出口溫度基本不變,根據(jù)公式Q=G(hin-h(huán)out),總傳熱量減小幅度增大,隨著泄漏流量的增加,閃蒸產(chǎn)生的氣泡數(shù)量增加,質(zhì)量含汽率在泄漏時(shí)刻的小幅上升趨勢(shì)明顯,之后隨著總傳熱的減少幅度增大,質(zhì)量含汽率減少量增大(圖5a)。

        隨著進(jìn)入二次側(cè)的冷卻劑流量的增加,二次側(cè)循環(huán)水量增大,水位上升高度增加,二次側(cè)壓力上升幅度增大,氣液兩相流體中破裂的氣泡數(shù)量增多,水位下降幅度明顯,之后,隨著壓力下降幅度的增大,二次側(cè)產(chǎn)生的氣泡數(shù)量增加,水位上升幅度增大,最后達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)(圖5b)。從圖中可看到,隨著泄漏流量的增加,穩(wěn)定后水位略有升高,但不同泄漏流量情況下,最終穩(wěn)定在一定范圍內(nèi),水位得到了合理控制。

        圖5 蒸汽發(fā)生器同一位置以不同流量發(fā)生泄漏的仿真結(jié)果Fig.5 Simulation results of same leak location under different mass flow

        4 結(jié)論

        1)蒸汽發(fā)生器在4種典型穩(wěn)態(tài)工況(100%、70%、50%、30%)下運(yùn)行時(shí),質(zhì)量含汽率仿真結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的最大誤差為4.40%,在工程允許誤差范圍內(nèi),表明所建立的漂移流模型能較準(zhǔn)確地反映蒸汽發(fā)生器熱工水力特性。

        2)蒸汽發(fā)生器100%工況下,在不同位置以相同流量發(fā)生傳熱管泄漏時(shí),質(zhì)量含汽率、壓力、水位等關(guān)鍵參數(shù)的變化趨勢(shì)相同,泄漏發(fā)生在熱端沸騰段入口處時(shí)各參數(shù)的變化幅度最大,泄漏量為5%時(shí)出口質(zhì)量含汽率由0.261降到0.163。

        3)蒸汽發(fā)生器不同工況下同一位置以相同流量發(fā)生泄漏時(shí),隨著負(fù)荷的降低,各關(guān)鍵參數(shù)的響應(yīng)幅度逐漸減小,且穩(wěn)定后各參數(shù)與泄漏前相比變化減小,說(shuō)明蒸汽發(fā)生器傳熱管發(fā)生泄漏時(shí)負(fù)荷越低越安全。

        4)蒸汽發(fā)生器100%工況下,同一位置以不同流量發(fā)生泄漏時(shí),隨著泄漏流量的減少,蒸汽發(fā)生器含汽率、水位變化幅度減小,符合蒸汽發(fā)生器在實(shí)際運(yùn)行中傳熱管以不同流量發(fā)生泄漏時(shí)的變化情況,證明了本文所建傳熱管泄漏模型的合理性。

        [1] JI H J,YOUNG C K.The effect of tube rupture location on the consequences of multiple steam generator tube rupture event[J].Annals of Nuclear Energy,2002,29:1 809-1 826.

        [2] FERNG Y M.Investigating the distribution characteristics of boiling flow and released nuclide in the steam generator secondary side using CFD methodology[J].Annals of Nuclear Energy,2007,34:724-731.

        [3] del LóPEZ P C,VELASCO F J S,HERRANZ L E.Simulation of a gas jet entering the secondary side of a steam generator during a SGTR sequence:Validation of a FLUENT6.2model[J].Nuclear Engineering and Design,2010,240:2 206-2 214.

        [4] 蔣立國(guó),彭敏俊,劉建閣,等.傳熱管泄漏位置及根數(shù)對(duì)SGTR事故進(jìn)程的影響[J].核科學(xué)與工程,2012,32(1):44-49.

        JIANG Liguo,PENG Minjun,LIU Jiange,et al.Effects of rupture location and the number of ruptured tubes on the analysis of SGTR accident[J].Nuclear Science and Engineering,2012,32(1):44-49(in Chinese).

        [5] 熊健.核蒸汽發(fā)生器建模及其仿真[J].核科學(xué)與工程,1989,9(1):20-33.

        XIONG Jian.Dynamic modeling and simulation of a nuclear steam generator[J].Chinese Journal of Nuclear Science and Engineering,1989,9(1):20-33(in Chinese).

        [6] 楊晨,唐勝利,何祖威.U型管蒸汽發(fā)生器數(shù)學(xué)模型的建立及其仿真研究[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),1999,11(3):169-171.

        YANG Chen,TANG Shengli,HE Zuwei.Development of U-tube steam generator model and its simulation[J].Journal of System Simulation,1999,11(3):169-171(in Chinese).

        [7] 郭衛(wèi)軍.采用漂移流模型的U型管蒸汽發(fā)生器動(dòng)態(tài)仿真[J].核科學(xué)與工程,2000,20(1):64-69.

        GUO Weijun.Dynamic simulation of U-tube steam generator by using drift-flux model[J].Chinese Journal of Nuclear Science and Engineering,2000,20(1):64-69(in Chinese).

        [8] HERBERT S W.Dynamic modeling of vertical U-tube steam generators for operational safety systems[D].USA:MIT,1982.

        [9] BAO Jie,SUN Baozhi,ZHANG Guolei.Simulation and analysis of steam generator water level based on nonlinear level model[C]∥IEEE-APPEEC.Shanghai:IEEE,2012:1-3.

        [10]丁訓(xùn)慎.自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行原理和運(yùn)行參數(shù)[J].核電站,2003,2(3):15-21.

        DING Xunshen.Operation principle and parameters of natural circulation steam generator[J].Nuclear Power Station,2003,2(3):15-21(in Chinese).

        [11]高蕊.壓水堆核電站熱力系統(tǒng)建模分析與研究[D].上海:上海交通大學(xué),2007.

        Effect of Heat Transfer Tube Leak on Dynamic Characteristic of Steam Generator

        SUN Bao-zhi1,SHI Jian-xin1,LEI Yu2,LI Na1,ZHENG Lu-song1,LIU Shang-hua1
        (1.College of Power and Energy Engineering,Harbin Engineering University,Harbin150001,China;2.Harbin Power System Engineering and Research Institute Co.,Ltd.,Harbin150001,China)

        Taking the steam generator of Daya Bay Nuclear Power Station as the research object,one-dimensional dynamic model of the steam generator based on drift flux theory and leak model of heat transfer tube were established.Steady simulation of steam generator under different conditions was carried out.Based on verifying the drift flux model and leak model of heat transfer tube,the effect of leak location and flow rate under different conditions on steam generator’s key parameters was studied.The results show that the drift flux model and leak model can reflect the law of key parameter change accurately such as vapor mass fraction and steam pressure under different leak cases.The variation of the parameters is most apparent when the leak is at the entranceof boiling section and vapor mass fraction varies from 0.261to 0.163when leakage accounts for 5%of coolant flow rate.The successful prediction of the effect of heat transfer tube leak on dynamic characteristics of the steam generator based on drift flux theory supplies some references for monitoring and taking precautionary measures to prevent heat transfer tube leak accident.

        steam generator;drift flow model;heat transfer tube leak;thermal-hydraulic characteristic

        TL33

        :A

        :1000-6931(2015)04-0680-08

        10.7538/yzk.2015.49.04.0680

        2013-12-17;

        2014-02-18

        國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51109048);黑龍江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(E201346);中國(guó)博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目(20100471017);中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)基金資助項(xiàng)目

        孫寶芝(1971—),女,黑龍江哈爾濱人,教授,博士,動(dòng)力工程及工程熱物理專業(yè)

        猜你喜歡
        冷卻劑氣泡蒸汽
        檸檬氣泡水
        欣漾(2024年2期)2024-04-27 15:19:49
        核電廠蒸汽發(fā)生器一次側(cè)管嘴堵板研發(fā)和應(yīng)用
        核電站主冷卻劑泵可取出部件一體化吊裝檢修工藝探索
        SIAU詩(shī)杭便攜式氣泡水杯
        新潮電子(2021年7期)2021-08-14 15:53:12
        浮法玻璃氣泡的預(yù)防和控制對(duì)策
        冰凍氣泡
        反應(yīng)堆冷卻劑pH對(duì)核電廠安全運(yùn)行影響研究
        冷卻劑泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在核電廠的應(yīng)用
        一種新型蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        第一艘蒸汽輪船
        国产成人户外露出视频在线| 精品亚洲一区二区三区四区五区| 欧美人与动性xxxxx杂性| 老外和中国女人毛片免费视频| 成人精品一级毛片| 在线免费观看亚洲天堂av| 一区二区三区日韩精品视频| 情人伊人久久综合亚洲| 日韩成人无码一区二区三区| 国产精品无码久久久久下载| va精品人妻一区二区三区| 亚洲精品无码专区在线在线播放| 色综合中文综合网| 国产欧美激情一区二区三区| 日韩人妖干女同二区三区| 国产又猛又黄又爽| 欧美丰满大乳高跟鞋| 日韩中文字幕网站| 久久久熟女一区二区三区| 国产精品爽爽久久久久久竹菊| 欧美成人精品第一区二区三区| 亚洲精品乱码久久久久久按摩高清 | av在线高清观看亚洲| 亚洲国产精品久久电影欧美| 中文在线а√天堂官网| 开心五月婷婷综合网站| 在线精品首页中文字幕亚洲| 激情内射日本一区二区三区| 国产午夜精品一区二区三区视频| 国产在线播放免费人成视频播放| 无码专区人妻系列日韩精品| 久久久久国产精品熟女影院 | 在线观看中文字幕二区| 亚洲人精品亚洲人成在线| 成人激情四射网| 国产女主播福利一区二区| 中文字幕有码无码人妻av蜜桃| 亚洲欧美日韩综合久久| 国产 无码 日韩| 媚药丝袜美女高清一二区| 国产激情久久久久影院老熟女免费|