基于均相流模型的直流蒸汽發(fā)生器換熱性能仿真.pdf

1、直流蒸汽發(fā)生器的特點是傳熱系數(shù)大、換熱面積小、結(jié)構(gòu)緊湊等，近年來多被應(yīng)用于中、小型一體化壓水堆。由于直流蒸汽發(fā)生器二次側(cè)中存在復(fù)雜的相變換熱，必定會發(fā)生蒸干傳熱惡化，因此有針對性的開發(fā)仿真代碼對直流蒸汽發(fā)生器熱工水力特性進行建模仿真，以準確預(yù)測蒸干并分析其工作性能。
　　本文以巴布科克·威爾科克斯公司設(shè)計的直流蒸汽發(fā)生器為原型，選取適當?shù)慕?jīng)驗關(guān)聯(lián)式將傳熱區(qū)域分為預(yù)熱段、過冷沸騰段、核態(tài)沸騰段、缺液段和過熱段五個區(qū)域，基于分布參數(shù)法

2、建立了直流蒸汽發(fā)生器一維均相流數(shù)學(xué)模型，并自主開發(fā)了基于MATLAB的直流蒸汽發(fā)生器穩(wěn)、動態(tài)換熱仿真程序，研究了一、二回路運行參數(shù)對直流蒸汽發(fā)生器蒸干傳熱特性的影響規(guī)律。
　　穩(wěn)態(tài)仿真結(jié)果顯示，直流蒸汽發(fā)生器在穩(wěn)態(tài)不同工況運行時，一次側(cè)流體平均溫度保持不變；低負荷運行工況下，直接發(fā)生過冷沸騰使得傳熱管入口處外壁溫度快速升高；當沸騰達到蒸干后，內(nèi)、外壁溫均會出現(xiàn)飛升，最大幅度達到22.2℃，并隨負荷無明顯變化，之后由于傳熱惡化二次側(cè)

3、流體換熱性能減弱；直流蒸汽發(fā)生器各傳熱區(qū)域的長度隨著負荷下降而呈現(xiàn)出過熱段變長、蒸發(fā)段變短的規(guī)律性變化。
　　動態(tài)仿真結(jié)果顯示，當一次側(cè)冷卻劑入口焓值、流量下降時，均會導(dǎo)致出口蒸汽過熱度降低，干涸點后移，且焓值下降僅5％時，直流蒸汽發(fā)生器出口蒸汽已無法達到過熱狀態(tài)；二次側(cè)給水溫度下降時，給水在入口處被快速加熱，對蒸汽出口溫度影響不大；二次側(cè)給水流量下降時，蒸干位置前移，蒸汽出口溫度升高，且降至30%后將不存在預(yù)熱段；最終得到一次側(cè)