余熱排出換熱器強化傳熱研究.pdf

1、在SMART、SBWR、SWR1000等先進核電站的非能動余熱排出系統(tǒng)設計中,均采用管內(nèi)冷凝、管外大容積沸騰的換熱方式,其換熱器性能的優(yōu)劣直接影響到核電站的安全性和經(jīng)濟性。本文針對非能動余熱排出換熱器管內(nèi)、外側換熱工況,對管內(nèi)完全冷凝換熱和管外大容積沸騰換熱特性進行了實驗研究。實驗換熱管外徑均為16mm,入口蒸汽壓力范圍是0.08~0.4MPa。主要研究內(nèi)容和結果如下:
　　管內(nèi)完全冷凝換熱特性。針對非能動應急冷凝器的冷凝換熱過程

2、,選取光管、直肋管和螺旋肋管為換熱元件,對蒸汽在豎直管內(nèi)的完全冷凝換熱特性進行實驗研究。結果表明,在實驗參數(shù)范圍內(nèi),螺旋微肋管的冷凝換熱系數(shù)是光管的2.7~3.2倍,直微肋管的冷凝換熱系數(shù)是光管的2.8~3.3倍。其中,光管和直肋管管內(nèi)冷凝液膜主要處于層流-波狀流狀態(tài),螺旋肋管管內(nèi)冷凝液膜上端處于層流-波狀流狀態(tài),下端處于紊流狀態(tài)。通過引入界面剪切方程對Nusselt冷凝換熱模型進行修正,分析蒸汽流速、界面剪切作用等因素對冷凝液膜流動狀

3、態(tài)和局部冷凝換熱系數(shù)的影響。修正模型的預測結果與實驗數(shù)據(jù)吻合程度較好。
　　管外大容積沸騰換熱特性。針對非能動余熱排出換熱器管外大容積沸騰換熱工況,選取光管、整體針翅管和多孔壁面管為換熱元件,對管外大容積沸騰換熱特性進行實驗研究。在實驗參數(shù)范圍內(nèi),整體針翅管的沸騰換熱系數(shù)大約是光管的1.2~1.24倍,多孔壁面管的沸騰換熱系數(shù)大約是光管的2.16~2.44倍。當采用管束布置時,光管和多孔壁面管的沸騰傳熱系數(shù)均有所提升,而整體針翅管