水平管內(nèi)空氣-蒸汽混合氣體冷凝換熱特性研究.pdf

1、目前，非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)（PCCS）是核電站在事故工況下維持安全殼完整性的重要手段，其主要設(shè)備是置于安全殼內(nèi)的冷凝換熱器。事故工況下安全殼內(nèi)存在大量不凝性氣體，使得蒸汽的冷凝情況更加復(fù)雜；此外由于水平管內(nèi)凝液分布的不均勻性，使對(duì)水平管內(nèi)含不凝性氣體蒸汽冷凝的分析尤為困難。水平管內(nèi)含不凝性氣體的冷凝過程是具有相變的復(fù)雜的氣液兩相流動(dòng)換熱過程。本文在設(shè)計(jì)搭建了水平管冷凝換熱實(shí)驗(yàn)回路的基礎(chǔ)上，對(duì)純蒸汽在水平管內(nèi)的流型、冷凝換熱特性進(jìn)行了系統(tǒng)

2、的實(shí)驗(yàn)研究；此外重點(diǎn)對(duì)含不凝性氣體的蒸汽冷凝過程進(jìn)行了研究，分析各因素對(duì)冷凝過程的影響，建立了實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，為含不凝性氣體的冷凝換熱設(shè)備設(shè)計(jì)提供參考。
　　對(duì)于純蒸汽冷凝過程，搭建了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)回路，并根據(jù)現(xiàn)有的流型圖，研究了純蒸汽在不同流速下，不同壓力下的流型分布。在換熱特性方面，研究了不同流型下的影響冷凝換熱的因素，分別研究了蒸汽入口流速、壓力和內(nèi)壁面過冷度對(duì)蒸汽冷凝的影響。
　　對(duì)含不凝性氣體蒸汽在水平管內(nèi)的局部冷凝特性進(jìn)

3、行了實(shí)驗(yàn)研究，使用搭建的實(shí)驗(yàn)回路重點(diǎn)分析了空氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)、實(shí)驗(yàn)段壓力、進(jìn)口流速等因素的變化對(duì)冷凝過程的影響。
　　本文重點(diǎn)分析了內(nèi)壁面過冷度對(duì)含不凝性氣體蒸汽冷凝的影響，搭建了空冷實(shí)驗(yàn)回路來對(duì)水冷回路的實(shí)驗(yàn)工況進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)大內(nèi)壁面過冷度的實(shí)驗(yàn)范圍。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)有的換熱關(guān)聯(lián)式進(jìn)行了對(duì)比，并且按流型的不同提出了新的換熱經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，在環(huán)狀流區(qū)域經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值偏差在20％左右，在分層流和波狀流下，得到的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式與實(shí)驗(yàn)值偏差