国家自然科学基金(51109048)
- 作品数：15 被引量：59H指数：5
- 相关作者：孙宝芝郑陆松张国磊韩文静张羽更多>>
- 相关机构：哈尔滨工程大学中国舰船研究设计中心学研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金黑龙江省博士后科研启动基金更多>>
- 相关领域：核科学技术动力工程及工程热物理化学工程电气工程更多>>
- 传热管泄漏对蒸汽发生器动态特性的影响
- 2015年
- 以大亚湾核电站蒸汽发生器为研究对象,建立了基于漂移流理论的蒸汽发生器一维动态数学模型及传热管泄漏模型,并进行了蒸汽发生器不同工况下的稳态仿真。在验证所建立漂移流模型和传热管泄漏模型的基础上,研究了不同工况下传热管泄漏位置及泄漏流量对蒸汽发生器关键参数的影响。研究结果表明,所建立的漂移流模型和传热管泄漏模型能准确反映不同泄漏情况下蒸汽发生器质量含汽率及蒸汽压力等关键参数的变化规律,泄漏发生在热端沸腾段入口处时各参数变化最显著,泄漏量为冷却剂流量的5%时出口质量含汽率由0.261降到0.163。基于漂移流理论传热管泄漏对蒸汽发生器动态特性影响的成功预测,为蒸汽发生器传热管泄漏事故的监测与防范措施的制定提供一定参考。
- 孙宝芝史建新雷雨李娜郑陆松刘尚华
- 关键词：蒸汽发生器热工水力特性
- 基于群体平衡原理的蒸汽发生器汽液两相流动与沸腾数值模拟被引量：4
- 2014年
- 基于相似原理建立了耦合四叶梅花形支撑板的蒸汽发生器'单元管'三维物理模型。采用考虑汽泡聚合与破碎效应的MUSIG(multiple-size-group)模型描述二次侧汽泡尺度分布和水力特性,热相变模型计算二次侧汽液两相沸腾相变过程,对大亚湾蒸汽发生器汽液两相流动与沸腾过程进行数值研究。模拟结果表明,支撑板位置处汽、液相流速均急剧升高,产生射流,在离开支撑板孔口时迅速形成回流。两相邻支撑板间出现明显的汽泡由小到大的周期性变化过程,冷、热端沿程汽泡最大直径缓慢减小。二次侧平均传热系数与Rohsenow经验关联式的计算结果吻合较好。
- 杨元龙孙宝芝杨柳郑陆松
- 关键词：汽液两相流
- 蒸汽发生器二次侧汽液两相流数值模拟被引量：16
- 2012年
- 以大亚湾核电站蒸汽发生器为原型,在相似原理的指导下,建立了蒸汽发生器"单元管"三维物理模型,采用Particle模型和热力学相变模型,并基于CFX软件实现了蒸汽发生器二回路侧两相流流动与沸腾换热特性数值模拟。计算结果表明:满负荷运行时,沿传热管高度升高,蒸汽发生器的传热系数及截面含汽率均呈上升趋势,其平均传热系数的数值模拟结果与Rohsenow经验关联式计算结果间的误差为8.4%,出口质量含汽率与大亚湾核电站实际运行参数相符。热相变模型在蒸汽发生器两相流数值模拟中的成功应用,可为蒸汽发生器热工水力的准确分析提供参考。
- 杨元龙孙宝芝杨龙滨张羽
- 关键词：蒸汽发生器汽液两相流
- 蒸汽发生器一维均相流模型及其换热性能被引量：9
- 2012年
- 以大亚湾核电站蒸汽发生器为原型,在合理假设基础上,分别以一回路流体、二回路流体及U形管内、外壁为研究对象,建立了蒸汽发生器一维均相流模型。采用Jacobi迭代法编制了基于MATLAB的仿真程序,对蒸汽发生器不同工况下的稳态换热性能进行计算,得出各流程关键参数的变化规律,计算结果与大亚湾核电站实际运行数据相吻合。计算结果揭示了蒸汽发生器的内在传热规律,可为蒸汽发生器优化设计提供一定的理论依据。
- 张羽孙宝芝张国磊杨元龙
- 关键词：蒸汽发生器JACOBI迭代法换热性能
- 不同运行工况下蒸汽发生器热工水力稳态特性数值研究被引量：4
- 2013年
- 基于相似模化理论建立了蒸汽发生器一、二回路流体及传热管流-固耦合传热的单元管三维物理模型,对大亚湾核电厂蒸汽发生器不同工况下的热工水力稳态特性进行了数值模拟研究。采用热相变模型描述二回路汽液两相流动与换热、流-固耦合模型描述一回路冷却剂借助U型管与二回路流体换热。数值计算结果表明:满负荷运行时,传热管内壁温度变化趋势与一次侧流体基本一致,外壁温度与二次侧流体温度变化趋势相同;截面平均含汽率沿传热管高度的升高呈上升趋势,出口质量含汽率与大亚湾核电厂实际运行参数相符;随负荷降低一回路出口温度基本不变,二回路出口温度升高,质量含汽率及传热系数下降,平均传热系数与Rohsenow经验关联式的计算结果基本吻合。
- 杨元龙孙宝芝王林川杨龙滨
- 关键词：蒸汽发生器耦合传热稳态特性数值模拟
- 支撑板对蒸汽发生器流动与传热特性的影响被引量：6
- 2014年
- 根据相似模化理论,建立了耦合四叶梅花形支撑板的蒸汽发生器单元管三维物理模型,采用流-固传热方法和热力学相变模型,并基于二回路流体进口质量流量按4∶1分配给热、冷端的边界条件进行了支撑板对蒸汽发生器流动与传热特性的影响的数值研究.模拟结果表明:二回路热、冷端侧沸腾规律分布均匀,计算得到的出口含汽率与大亚湾核电站蒸汽发生器实际运行参数相符;支撑板流通截面的缩减,促使二回路侧流体流速、表面传热系数及含汽率在支撑板区域急剧升高又快速降低,同时二回路流体在支撑板上部出现回流现象,增加了支撑板区域杂质沉积及应力腐蚀的可能.该数值模拟方法可为蒸汽发生器支撑板结构优化设计提供技术支持.
- 杨元龙孙宝芝张国磊张鹏
- 关键词：蒸汽发生器耦合传热数值模拟
- 管束外垂直上升汽液两相流沸腾传热特性的数值模拟被引量：3
- 2012年
- 以唐琦琳的管束外垂直上升汽液两相流沸腾传热试验台为原型,进行基于CFX的管束外垂直上升汽液两相流沸腾传热特性数值模拟,得出了不同入口温度、热流密度、质量流速下管束外狭窄通道的热工水力特性。沿管束高度流体温度的模拟结果与实验结果的最大相对偏差为3.5%,从而证明了数值计算的有效性和正确性。在此基础上,探讨了汽液两相流速度分布、沸腾压降与含汽率及其影响因素。
- 杨柳孙宝芝杨元龙郑陆松
- 关键词：汽液两相流
- 不同充放汽条件下的锅炉-蓄热器系统动态特性被引量：6
- 2014年
- 以锅炉-蓄热器系统为研究对象,采用集总参数法建立了相应的数学模型,并通过仿真与实验相结合的方式,对两种不同充放汽条件下的系统动态特性进行了研究分析。结果表明所建模型能够正确地反映出系统的动态特性,可为系统的设计优化与安全运行提供一定的参考。进一步分析可知,连续充放汽过程蓄热器从压力下限充到上限每次需要57s,而间断充放汽过程则需要67s,时间明显变长;同时对于某些需要周期性间断或瞬间大负荷用汽量的场合,在消除供汽锅炉负荷的较大波动、稳定供汽压力、提高锅炉效率等方面,连续充放汽的效果更为显著。
- 于海涛李彦军张国磊马弘波
- 关键词：数学模型动态仿真
- 基于流热固耦合的核电蒸汽发生器传热管热应力数值模拟被引量：7
- 2014年
- 以大亚湾核电站蒸汽发生器为原型,基于相似模化原理建立了蒸汽发生器简化物理模型。采用两流体模型及热弹性力学基本关系式分别描述气液两相流沸腾相变过程和热应力变化规律。利用CFX对一、二回路侧流体流动传热及与传热管的耦合换热过程进行了数值模拟,并在ANSYS WORKBENCH中实现了流体温度场载荷向结构的传递,进而对传热管进行稳态热分析和热应力分析。计算结果表明:二回路出口质量含汽率为24.5%,冷却剂出口温度为296.2℃,均与大亚湾蒸汽发生器实际运行参数相符;传热管热应力与其壁面温差分布一致,且沿壁厚方向先减小后增大,并存在中性层,传热管最大热应力为54.5MPa。研究结果为蒸汽发生器的优化设计及安全运行提供了一定的理论支撑。
- 郑陆松孙宝芝杨元龙杨柳
- 关键词：蒸汽发生器气液两相流热应力
- 支撑板缝隙对蒸汽发生器热工水力特性的影响被引量：1
- 2014年
- 采用CFD方法数值研究支撑板缝隙对蒸汽发生器热工水力特性的影响,获得了一次侧流体温度,二次侧流体温度、传热系数、质量含汽率以及传热管温度等关键热工水力参数的局部分布规律,计算所得出口质量含汽率与大亚湾核电站实际运行参数相符;支撑板缝隙处传热管壁温高于流水孔处,支撑板处传热管外壁温度沿圆周方向变化呈周期性波动,无缝隙结构的波动幅度明显高于有缝隙结构。缝隙处质量含汽率高于流水孔处,而流体平均流速小于流水孔处,导致缝隙中液体不足,增加了支撑板缝隙处杂质浓缩和传热管应力腐蚀的可能。
- 孙宝芝杨柳杨元龙郑陆松韩文静
- 关键词：蒸汽发生器热工水力耦合传热
