正弦擾動下蒸汽發(fā)生器兩相流不穩(wěn)定性分析.pdf

1、蒸汽發(fā)生器作為核電站一、二回路的樞紐，是一、二回路進行換熱的關鍵設備，在整個核電站中起著至關重要的作用，它的安全運行關系著整個電站系統(tǒng)的安全與否。蒸汽發(fā)生器結構和流動換熱特性復雜，備受國內外學者的關注。蒸汽發(fā)生器傳熱管的破裂是核電站的高發(fā)事故，因此對蒸汽發(fā)生器汽液兩相流不穩(wěn)定性的研究對于提高蒸汽發(fā)生器的安全性具有重大的價值及實際意義。
　　本文以國外學者H. T. Liu和 S. Kakae所進行的實驗為參考，建立汽液兩相流動換熱

2、物理模型，并基于漂移流理論建立數(shù)學模型，使用Matlab/Simulink搭建汽液兩相流仿真模型，利用此仿真模型進行不同功率、不同質量流量、不同入口溫度的穩(wěn)態(tài)仿真。質量流量階躍降低10％和入口流體溫度階躍降低10%時，對四種不同加熱功率的工況進行動態(tài)仿真。對于船舶機動性常見的兩種升降負荷的工況，用加熱功率800W階躍升高到1000W模擬升負荷，800W階躍降低到600W模擬降負荷，對升降負荷兩種工況動態(tài)仿真。應用仿真模型對質量流量、入口

3、溫度受到不同幅度擾動引起的汽液兩相流不穩(wěn)定性仿真分析，對不同功率下質量流量、入口溫度受到擾動引起的汽液兩相流不穩(wěn)定性仿真，分析兩相流不穩(wěn)定性的特性。
　　通過與穩(wěn)態(tài)熱力計算的結果進行對比，發(fā)現(xiàn)仿真結果合理可靠，誤差在允許的范圍內，驗證了仿真模型的正確性。穩(wěn)態(tài)仿真得到了沸騰段漂移流模型的一些主要參數(shù)，其中分布參數(shù)C0、液相倍增因子Φ2l0、滑速比S三個代表性的參數(shù)的穩(wěn)態(tài)仿真結果合理正確。不同幅度擾動質量流量、入口溫度時，引起預熱段高

4、度、質量含汽率、壓力、汽液相流速發(fā)生周期性的不穩(wěn)定性脈動，擾動越大振幅越大，較大擾動時壓力發(fā)生非正弦的周期性脈動。不同功率下擾動質量流量和入口溫度時，引起各參數(shù)發(fā)生周期性的不穩(wěn)定性脈動，高功率引起液相流速、壓力的振幅較大，低功率引起質量流速、汽相流速、預熱段高度振幅較大。
　　綜上，基于漂移流數(shù)學模型建立的仿真模型，進行穩(wěn)態(tài)、動態(tài)特性仿真以及兩相流不穩(wěn)定性的研究，對于研究實際的蒸汽發(fā)生器具有很好的參考價值，對于提高實際蒸汽發(fā)生器的