非能动余热排出技术

阐述了非能动余热排出系统及其应用现状,对比分析了能动余热排出系统与非能动余热排出系统应用的制约因素,论述了核潜艇应用非能动余热排出系统需要解决的关键技术.     

海洋条件下非能动余热排出系统运行特性

在海洋条件下,非能动安全系统受船舶运动的影响,将产生随时空动态变化的附加惯性力,进而导致系统的运行特性发生变化。基于自编译系统程序,建立适用于海洋条件下非能动余热排出系统运行特性分析的数学模型,分别对海洋条件下六自由度运动状态的系统运行特性进行了计算分析。研究结果表明：摇摆运动会导致系统运行参数发生周期性的波动,并削弱系统的自然循环能力,其中横摇对系统运行特性的影响最为突出;而在横荡与垂荡工况下,尽管海洋条件引入的附加力会引起系统流量波动,但对系统流量的平均值并不会产生影响。此外,研究还表明,在所分析的运动参数谱的范围内,提出的非能动余热排出系统能正常导出堆芯余热。     

一体化压水堆非能动余热排出系统动态特性仿真

针对MAX一体化压水堆建立反应堆主要系统及非能动余热排出系统的水力热工计算模型,以电源丧失事故为假想事故,利用该模型对事故过程进行仿真计算.分析结果表明,非能动余热排出系统配合一体化压水堆的高自然循环能力能够在发生电源丧失事故的情况下,明显减轻反应堆一、二回路压力边界的负担,降低堆芯温度,提高反应堆的安全性.     

起伏运动下二次侧非能动余热排出系统运行特性

推导了起伏运动下的体积力模型,并将该模型嵌入到RELAP5/MOD3.2程序中。使用修改后的RELAP5/MOD3.2程序对起伏运动下某型二次侧非能动余热排出系统的运行特性进行了计算。计算结果表明:3组不同振荡幅度与周期下,燃料中心最高温度、堆芯出口冷却剂温度与左右环路SG二次侧压力均在安全限值以内。与非海洋条件对应值相比,3组不同的振荡幅度与周期下,系统各参数数值变化较小,起伏运动对该系统运行特性影响较小。     

舰船核动力装置非能动余热排出系统运行特性

用RELAP5/MOD3.2安全分析程序对某型舰船核动力装置非能动余热排出系统进行数学建模,并用实际装置的试验结果进行校核验证。重点分析了自然循环工况下蒸汽发生器U型管内冷却剂倒流特性对非能动余热排出系统运行特性的影响。结果表明:舰船核动力装置发生全部电源丧失事故时,蒸汽发生器二次侧非能动余热排出系统能正常投入运行,但蒸汽发生器U型管内冷却剂会发生倒流,降低了一回路主系统的自然循环能力。     

二回路非能动余热排出系统设计要素分析

\t  目的  为研究二回路非能动余热排出系统（PRHRS）的运行特性,\t  方法  借助瞬态热工安全分析程序RELAP5,建立主冷却剂系统和二回路非能动余热排出系统的仿真模型。对二回路非能动余热排出系统的3个关键设计要素（设计负荷、应急补水箱及蒸汽侧隔离阀开启速度）开展全部电源丧失事故及单侧主给水管道断裂事故工况下的瞬态计算和对比分析,\t  结果  分析结果表明：设计负荷需综合考虑系统安全性与冷却速率;应急补水箱向蒸汽发生器注水有利于事故后的初期冷却,而降低隔离阀开启速度可改善系统的启动特性。\t  结论  计算分析结果可为核动力装置二回路非能动余热排出系统设计提供参考。     

船用核反应堆余热排出系统的可靠性分析

文章分别应用GO法和故障树法对船用核反应堆余热排出系统进行了可靠性分析，比较了两种方法建模和计算的不同。在建模和计算过程中，GO法比故障树法更为简便、快捷、有效。     

船舶余热回收系统技术分析

针对以动力涡轮和蒸汽涡轮作为动力设备的船舶余热回收系统,分析余热回收系统对降低燃油成本、减少CO₂排放和船舶能效设计指数的影响。文章分析了船舶余热回收系统的原理与结构组成,以及系统性能和余热回收效果,分析结果表明：船舶加装余热回收系统（WHRS）可降低燃油成本,节省燃油4%～11%;除节省燃油之外,WHRS还大大降低了CO₂、NO_X、SO_X和颗粒物的排放,同时WHRS也降低了船舶的能效指数（EEDI）。     

海洋核动力平台PRHR HX管内蒸汽冷凝换热特性分析北大核心CSCD

[目的]旨在探究非能动余热排出换热器(PRHR HX)管内饱和蒸汽冷凝传热特性,为海洋核动力平台非能动安全系统设计提供支撑。[方法]通过搭建的功率比1∶50的试验装置,使用分离热阻法处理试验结果,对PRHR HX管内饱和蒸汽冷凝换热特性进行分析。[结果]在试验参数范围内,PRHR HX管内主要以分层流或波状流-环状流-波状流流型存在,该管内凝液流动存在由层流到湍流的转捩过程;管内饱和蒸汽冷凝换热系数随压力升高而增大;在压力为0.52 MPa时,换热器内蒸汽流速最大值约为6.72 m/s,当压力大于0.52 MPa后,蒸汽流速反而逐渐减小;所提PRHR HX管内饱和蒸汽冷凝换热系数计算关系式与试验结果吻合良好,其计算值与试验值的相对误差在±8%以内。[结论]研究结果可为海洋核动力平台及类似应用对象非能动安全系统PRHR HX设计和优化提供参考。     

流体扰动对不同排列方式下翅片套管换热器换热性能的影响

翅片排列方式影响换热器的换热系数．以翅片排列顺序不同的错列式和直列式翅片换热器作为研究对象,采用数值分析手段,分析并比较不同翅片排列方式的套管换热器与光管换热器的换热系数．研究结果表明,翅片换热器换热系数比光管套管换热器换热系数分别提高了87.8％与98.2％,同时压降分别增加了35.1％和37.6％．错列式翅片换热器比直列式翅片换热器换热系数提高了5.2％．     

对接焊残余应力的有限元分析

针对应用有限元方法进行焊接残余应力数值预报时模拟普遍存在的三维模拟过程复杂、计算时间冗长、计算费用较高的问题,通过引入焊接热循环过程的加热和冷却时间比,提出了以线热源代替点热源的简化数值预报方法,使三维问题简化为二维问题进行数值模拟,大大节省了计算时间.数值计算结果表明:文中提出的焊接残余应力的数值预报方法能满足焊接力学分析的精度要求,节省了大量的计算时间,可以应用于工程实际.     

汽车发动机EGR系统换热器的CFD数值模拟

应用FLUENT计算软件对汽车发动机废气再循环系统(EGR)换热器进行数值模拟,采用GAMBIT网格生成技术建立物理模型,在FLUENT中采用合适的计算模型、差分格式和边界条件,对计算结果进行后处理分析,为废气再循环系统换热器的设计和优化提供理论计算依据。     

模糊控制技术在换热器控制系统中的应用

文章分析了换热器的控制形式,并将模糊控制技术引入到换热器进出口水温的控制。根据基本模糊控制器的结构、原理,设计了模糊控制器的主要环节,基于MATLAB下对模糊控制和PID控制进行了模拟对比,结果表明,模糊控制动、静态性能,控制规则简便,适应性强,能更有效快捷的控制换热器进出口水温。     

热处理对800 MPa级钛合金对接焊平板残余应力影响的数值模拟

钛合金具有高强耐蚀、易焊等优质性能,广泛用于潜艇、深潜器等潜水器的受力构件及耐压耐蚀壳体。在焊接过程中,会不可避免的产生焊接残余应力,较大的焊接残余应力会影响焊接结构的安全性能,而焊后热处理能够有效减少焊接残余应力。本文首先采用数值模拟的方法对TC4对接焊平板热处理前后的残余应力进行计算,通过与试验结果进行对比研究,验证有限元数值模拟的合理性;然后采用该数值模拟方法研究Ti80对接焊平板多层多道焊的整个焊接过程以及焊后热处理方法。结果表明,焊后Ti80对接焊平板表面具有较大横向和纵向残余拉应力,通过热处理工艺后,残余拉应力得到明显降低。因此,通过焊后热处理方法可以在很大程度上降低对焊接结构力学性能可能产生的不利影响的残余拉应力。     

五台梁清礁工程整治效果分析

在三峡水库消落期和汛期河道恢复至天然状态时,五台梁礁石突出碍航,制约航道发展,亟需实施清礁整治。考虑近期航道建设和远期扩能提升需求,拟定了一次性整体切除清礁方案,并采用数值模拟方法对方案整治效果进行预测分析。结果显示:1)工程实施后,清礁区水深增大,过流能力增加。2)局部水流流态明显改善,水流趋于平顺,航道侧横流减至0.25 m s以下。3)4.5 m水深航道宽度在300 m以上,达到了预期整治目标,证明方案合理、整治效果符合预期。