采用納米流體強(qiáng)化下朝向壁面CHF實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、作為一種嚴(yán)重事故的重要緩解措施，熔融物堆內(nèi)滯留策略已經(jīng)應(yīng)用于 AP1000、APR1400等堆型。然而，隨著核電廠功率水平的提高，熔融物堆內(nèi)滯留策略的有效性受到反應(yīng)堆壓力容器外壁面臨界熱流密度的限制。因此，強(qiáng)化反應(yīng)堆壓力容器外壁面的臨界熱流密度成為成功實(shí)現(xiàn)熔融物堆內(nèi)滯留策略的首要任務(wù)。
　　本文采用納米流體技術(shù)針對臨界熱流密度的強(qiáng)化及特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究與分析，通過實(shí)驗(yàn)制備了Al2O3、TiO2、Al、CNT四種水基納米流體，利用掃

2、描電鏡和納米粒度分析儀分別檢測了納米顆粒粒徑、基液中顆粒的分散狀況；采用316不銹鋼鋼板材質(zhì)的平板加熱器分別進(jìn)行常壓下朝向壁面的池沸騰實(shí)驗(yàn)研究和不同方位角工況條件下的流動沸騰實(shí)驗(yàn)研究。池沸騰實(shí)驗(yàn)中，主要研究了納米流體的種類、濃度、表面粗糙度對臨界熱流密度強(qiáng)化的影響特性，并對強(qiáng)化機(jī)理進(jìn)行了討論；流動沸騰實(shí)驗(yàn)中，采用納米涂層鋼板，研究了不同方位角區(qū)域條件下臨界熱流密度的強(qiáng)化效果。
　　池沸騰實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：常壓下，采用同體積份額（10-

3、3vol.％）的納米流體（冷卻劑平均溫度約98.4℃），相比Al2O3、CNT納米流體，TiO2納米流體較去離子水的CHF強(qiáng)化效果最佳，達(dá)到60.6%；對于10-2vol.%、10-3vol.%、10-4vol.%的TiO2納米流體，采用10-3vol.%的TiO2納米流體CHF強(qiáng)化效果最佳；實(shí)驗(yàn)還研究了表面粗糙度對CHF的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Ra為0.086~1.765μm時(shí)，對于10-3vol.%的TiO2納米流體，CHF強(qiáng)化效果隨Ra增加