蒸汽垂直喷向过冷水表面时的凝结特性研究

摘要

论文主要涉及蒸汽垂直喷向过冷水表面时的凝结特性研究实验台的设计和搭建，蒸汽在水表面直接凝结的现象和特性观测和分析，以便人们能够根据蒸汽垂直喷向过冷水表面凝结的相关特性来进一步了解非能动安全系统. 实验中PRZ饱和蒸汽压力变化范围为：0.2MPa-0.6MPa,CMT中水初始温度变化范围：23.5℃-78.5℃，实验中测试工况30个左右，实验测试数据50万余个，得出了很多与非能动安全系统相关的蒸汽垂直喷向过冷水表面凝结时的结论： ①蒸汽垂直喷入过冷水表面凝结时会造成CMT中液面的强烈波动和振荡，产生大量蒸汽汽泡，汽泡不断破裂对CMT中液体带来很大冲击，势必引起CMT中液体的振荡，造成CMT汽空间汽压不均匀，加强CMT液体的振荡和波动。 ②凝结刚开始时，CMT汽空间压力上升比较慢，从PRZ中来的蒸汽基本上全被过冷水凝结，随着凝结不断进行，CMT和PRZ汽空间压力逐渐接近，直到平衡为止。 ③蒸汽垂直喷入过冷水表面凝结时，CMT中水有明显热分层现象，PRZ中饱和蒸汽压力越高，CMT中水初始温度越高，热分层厚度越大，热分层厚度的经验关联式为：δL=1.802(Ps-P0Ps)1.638(△TTs)-0.343 ④凝结刚开始时，凝结换热系数非常大，，随着凝结的进行，凝结换热系数越来越小，PRZ中饱和蒸汽压力越高，CMT中水初始温度越高，凝结换热系数越大。 ⑤蒸汽在冷凝器进口处管道中流速在凝结开始时最大，随着时间的推移流速不断降低，PRZ中饱和蒸汽压力越高，CMT中水初始温度越低，蒸汽初始流速就越大，蒸汽在CMT进口处前150s的流速关联式为：UmUm=17.1(△PPs)0.189(△TTs)-1.572.

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号说明

1绪论

1.1引言

1.1.1核电站的发展及其安全问题

1.1.2解决核安全问题的重心

1.2文献综述

1.2.1非能动安全系统提出

1.2.2非能动安全系统目前的理论研究现状

1.2.3非能动安全系统目前国内外的实验研究现状

1.3本文的主要研究内容

2实验装置和实验方案

2.1实验装置图

2.2实验台各个部分

2.3实验数据测试系统

2.4实验参数测试

2.4.1 PRZ参数测试

2.4.2 CMT参数测试

2.4.3实验参数的数据采集图

2.5实验方案和实验方法

2.5.1实验方案

2.5.2实验台的调试和实验方法

3.实验测试和实验现象

3.1实验中参数变化情况

3.2实验测试

3.3本章的所处理的相关内容

3.4 CMT液面径向温度分布

3.5 CMT中水的轴向温度分布

3.6 PRZ和CMT汽空间压力变化

3.7凝结时压差变化

3.8热分层现象

3.9热分层的厚度

3.10热分层厚度实验关联式

4凝结换热系数和蒸汽流速

4.1凝结换热系数计算

4.2凝结换热系数的计算方法

4.3凝结换热系数

4.3.1凝结换热系数实验关联式

4.4蒸汽流速

4.4.1压差法

4.4.2蒸汽流量法

4.4.3实验关联式

5附加实验和误差分析

5.1附加实验

5.1.1实验台的搭建

5.1.2实验的步骤

5.1.3实验结果和分析

5.2实验误差分析

5.2.1实验主要测试设备误差

5.2.2实验测试中的误差

6结论及建议

致谢

参考文献

附录硕士研究生期间论文发表