VVER-1000偏環(huán)運(yùn)行蒸汽發(fā)生器換熱特性數(shù)值模擬研究.pdf

1、偏環(huán)運(yùn)行指多環(huán)路壓水堆的非對(duì)稱邊界條件下的非對(duì)稱運(yùn)行工況，在核電系統(tǒng)中體現(xiàn)為環(huán)路功率的改變和環(huán)路的啟動(dòng)、停止過(guò)程。目前，針對(duì)反應(yīng)堆系統(tǒng)運(yùn)行工況的數(shù)值模擬普遍適用并被廣泛認(rèn)可的還是一維熱工水力分析程序，存在著一定的局限性，無(wú)法對(duì)不同偏環(huán)運(yùn)行工況下蒸汽發(fā)生器內(nèi)部的三維復(fù)雜流動(dòng)與換熱過(guò)程進(jìn)行定量描述。因此本文基于三維CFD數(shù)值模擬軟件FLUENT，運(yùn)動(dòng)多孔介質(zhì)對(duì)換熱管進(jìn)行簡(jiǎn)化，通過(guò)用戶自定義函數(shù)編寫動(dòng)態(tài)邊界條件及相變模型來(lái)實(shí)現(xiàn)臥式蒸汽發(fā)生器二

2、次側(cè)的全尺度動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬，建立一個(gè)計(jì)算準(zhǔn)確、切實(shí)可行、工程實(shí)用的數(shù)值模擬方法。
　　本文介紹了蒸汽發(fā)生器內(nèi)沸騰換熱數(shù)值模擬中采用的計(jì)算模型，控制方程和數(shù)值計(jì)算方法，對(duì)多孔介質(zhì)理論及兩相流模型做了詳細(xì)介紹，并對(duì)蒸汽發(fā)生器換熱系數(shù)的求解過(guò)程進(jìn)行了闡述。
　　根據(jù)圓管內(nèi)外的對(duì)流換熱特性，確定了隨著一次側(cè)冷卻劑流動(dòng)，一、二次側(cè)之間的釋熱模擬方案，并對(duì)相變傳質(zhì)系數(shù)進(jìn)行修正，使計(jì)算更準(zhǔn)確。對(duì)753MW、468MW和300MW工況的模擬結(jié)

3、果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在液相空間內(nèi)，沸騰產(chǎn)生的氣相部分在浮力驅(qū)動(dòng)下在豎直平面內(nèi)形成環(huán)形的流動(dòng)，并帶動(dòng)二次側(cè)冷卻水的流動(dòng)，提升了外部管束的換熱效果。流動(dòng)強(qiáng)度及對(duì)換熱效果的提升隨著功率的降低也逐漸減小。為檢驗(yàn)水下均氣板的作用效果，對(duì)沒有均氣板的物理模型進(jìn)行數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)該裝置確實(shí)有平衡蒸汽負(fù)荷的作用，并且是在蒸汽空間的下部作用效果明顯。
　　通過(guò)編寫動(dòng)態(tài)邊界條件對(duì)蒸汽發(fā)生器改變熱功率的動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。得到了環(huán)路功率變化時(shí)，換熱系數(shù)、