正弦擾動(dòng)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(jìn)行換熱的關(guān)鍵設(shè)備，在整個(gè)核電站中起著至關(guān)重要的作用，它的安全運(yùn)行關(guān)系著整個(gè)電站系統(tǒng)的安全與否。蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)和流動(dòng)換熱特性復(fù)雜，備受國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)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(duì)蒸汽發(fā)生器汽液兩相流不穩(wěn)定性的研究對(duì)于提高蒸汽發(fā)生器的安全性具有重大的價(jià)值及實(shí)際意義。
　　本文以國(guó)外學(xué)者H. T. Liu和 S. Kakae所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)為參考，建立汽液兩相流動(dòng)換熱

2、物理模型，并基于漂移流理論建立數(shù)學(xué)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(jìn)行不同功率、不同質(zhì)量流量、不同入口溫度的穩(wěn)態(tài)仿真。質(zhì)量流量階躍降低10％和入口流體溫度階躍降低10%時(shí)，對(duì)四種不同加熱功率的工況進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。對(duì)于船舶機(jī)動(dòng)性常見(jiàn)的兩種升降負(fù)荷的工況，用加熱功率800W階躍升高到1000W模擬升負(fù)荷，800W階躍降低到600W模擬降負(fù)荷，對(duì)升降負(fù)荷兩種工況動(dòng)態(tài)仿真。應(yīng)用仿真模型對(duì)質(zhì)量流量、入口

3、溫度受到不同幅度擾動(dòng)引起的汽液兩相流不穩(wěn)定性仿真分析，對(duì)不同功率下質(zhì)量流量、入口溫度受到擾動(dòng)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(guò)與穩(wěn)態(tài)熱力計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)仿真結(jié)果合理可靠，誤差在允許的范圍內(nèi)，驗(yàn)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(gè)代表性的參數(shù)的穩(wěn)態(tài)仿真結(jié)果合理正確。不同幅度擾動(dòng)質(zhì)量流量、入口溫度時(shí)，引起預(yù)熱段高

4、度、質(zhì)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(dòng)，擾動(dòng)越大振幅越大，較大擾動(dòng)時(shí)壓力發(fā)生非正弦的周期性脈動(dòng)。不同功率下擾動(dòng)質(zhì)量流量和入口溫度時(shí)，引起各參數(shù)發(fā)生周期性的不穩(wěn)定性脈動(dòng)，高功率引起液相流速、壓力的振幅較大，低功率引起質(zhì)量流速、汽相流速、預(yù)熱段高度振幅較大。
　　綜上，基于漂移流數(shù)學(xué)模型建立的仿真模型，進(jìn)行穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)特性仿真以及兩相流不穩(wěn)定性的研究，對(duì)于研究實(shí)際的蒸汽發(fā)生器具有很好的參考價(jià)值，對(duì)于提高實(shí)際蒸汽發(fā)生器的