非能動余熱排出換熱器沸騰傳熱強化特性實驗研究.pdf

1、非能動余熱排出系統(tǒng)是非能動安全設計思想的一個成功應用，擔負著反應堆停堆后安全可靠地排出堆芯余熱，防止出現(xiàn)堆芯熔化事故的重任。非能動余熱排出換熱器是非能動余熱排出系統(tǒng)的能量輸出設備，其傳熱性能的優(yōu)劣直接關系到核電站的安全性。本文以非能動余熱排出換熱器大容積沸騰傳熱工況為應用背景，研究了光管和針翅管等四種強化管型的單管沸騰傳熱特性。在單管實驗的基礎上挑選出強化能力好的管型設計沸騰管束，對管束沸騰傳熱特性進行實驗研究。本文的主要研究內(nèi)容如下：

2、
　　 對光管、針翅管、繞絲針翅管、多孔管和微肋管單管沸騰時的傳熱特性進行實驗研究，比較不同管型的沸騰傳熱強化能力并對其強化機理進行分析。通過單管實驗，篩選出沸騰傳熱強化能力好的多孔管和在自然對流與沸騰傳熱時均具有較好強化能力的針翅管設計沸騰管束。
　　 對光管管束和針翅管管束的沸騰傳熱特性進行實驗研究。研究發(fā)現(xiàn)：對于光管管束，熱流密度低于90kW/m2時管束沸騰傳熱能力約是單管的1.10倍。熱流密度高于90kW/m2后

3、管束與單管沸騰傳熱能力的差別逐漸減小。對于針翅管管束，在整個實驗范圍內(nèi)管束的沸騰傳熱能力均比單管差，下降至光管單管沸騰時的水平。
　　 對光管管束和針翅管管束的沸騰傳熱機理進行分析。分析發(fā)現(xiàn)，壁面結(jié)構(gòu)的差異導致了管束效應對光管管束和針翅管管束產(chǎn)生的影響不同。光管管束沸騰時，管束內(nèi)部高速運動的汽泡流對管壁的沖刷使壁面附近流體擾動加劇并加快了汽泡的脫離，使沸騰傳熱得到強化。針翅管管束沸騰時，汽泡只有橫向滑移穿過針翅區(qū)后才能沿主流上升