排鹽罐換熱元件熱工水力實驗研究.pdf

1、熔鹽堆非能動余熱排出系統(tǒng)通過三個自然循環(huán)過程將排鹽罐內(nèi)的余熱導(dǎo)入大氣環(huán)境中，該系統(tǒng)是保證熔鹽堆安全的重要措施。排鹽罐換熱元件的自然循環(huán)是余熱排出系統(tǒng)的最基礎(chǔ)也是最重要的一個循環(huán)過程，該循環(huán)將排鹽罐內(nèi)的衰變熱帶出排鹽罐，保證排鹽罐的安全。本文通過實驗的方法對排鹽罐換熱元件的流動和傳熱過程展開研究，為熔鹽堆非能動余熱排出系統(tǒng)的設(shè)計、優(yōu)化提供參考。
　　排鹽罐換熱元件是由中心管、中間管和外套管組成的三層套管結(jié)構(gòu)。汽包中的水由中心管上端開

2、口向下流入換熱元件，從中間管下端開口進(jìn)入中心管與中間管組成的水環(huán)隙，在環(huán)隙內(nèi)向上流動并從中間管頂部開口返回汽包。水在環(huán)隙中受熱沸騰，中心管內(nèi)外密度差驅(qū)動換熱元件內(nèi)的自然循環(huán)流動。本文以豎直管式電爐模擬熔鹽的溫度場，采用稱重法測量出口汽、水流量。在搭建的排鹽罐換熱元件熱工水力實驗臺上開展了自然循環(huán)啟動實驗、自然循環(huán)流動和傳熱特性實驗以及結(jié)構(gòu)尺寸對流動和傳熱的影響實驗。
　　根據(jù)啟動過程的波動情況，將自然循環(huán)啟動過程細(xì)分為7個階段。啟

3、動過程中，隨著水箱水溫的升高，出口水的流量先增加后減少。當(dāng)自然循環(huán)流動的驅(qū)動壓頭比較小時，環(huán)隙中容易發(fā)生氣泡臃塞現(xiàn)象。氣泡臃塞發(fā)生時，中間管內(nèi)壁大面積發(fā)生飽和沸騰，環(huán)隙含氣量較高，引起出口水流量減小，換熱功率增加。中心管直徑增大，可以增加流動的穩(wěn)定性，縮短氣泡臃塞發(fā)生的時間；換熱元件的傳熱功率受中間管直徑影響比較大。在設(shè)計熔鹽堆非能動余熱排出系統(tǒng)時，應(yīng)該根據(jù)換熱功率的需求選擇氣隙層間距。為了保證系統(tǒng)的的穩(wěn)定性、安全性，系統(tǒng)啟動前應(yīng)該處于