WWW.DOC.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные документы
 

«ВВЕДЕНИЕ. Развитие современных водоохлаадаемых ядерных энергетических установок связано с дальнейший ростом параметров теплоносителя и удельной ...»

КРИЗИС ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ТЕЧЕНИИ ПАРОВОДЯНОЙ СМЕСИ

В СБОРКЕ СТЕРШИ В СТАЦИОНАРНЫХ И НЕСТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМАХ

И.С.Дубровский, Т.Югай, МЛ.Гашенко, А.Ф.Чалых

ЭНИН им. Г.И.Кржижановского, ЗИЛ t СССР

АННОТАЦИЯ. Представлены результаты экспериментального исследования кризиса теплообмена в сборках стержней с равномерный и косинусоидальным профилем тепловыделения по длине при стационарных реяимах и аварийном снижении расхода теплоносителя на входе в сборку. Опытные данные обобщены эмпирической зависимостью.

ВВЕДЕНИЕ. Развитие современных водоохлаадаемых ядерных энергетических установок связано с дальнейший ростом параметров теплоносителя и удельной энергонапряжениости активной зоны, в связи с этим необходимо более точное знание условий возникновения кризиса теплообмена в стержневых сборках, из которых состоит активная аона большинства энергетических реакторов. Имеющиеся в литературе опытные данные и зависимости для расчета кризиса теплообмена в стерзневых сборках ввиду их неуниверсальности не позволяют проводить расчет условий возникновения кризиса теплообмена с требуемой точностью и надежностью применительно к конкретным аппаратам. В настоящей работе представлены результаты экспериментального исследования кризиса теплообмена в стержневых сборках, проведенного применительно к условиям работы аппаратов типа BB3F.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.


Исследование проведено на циркуляционном контуре ( р и с. 1 ), состоящем из последовательно расположенных бессальникового центробежного насоса, расходомерного участка, состоящего из трех параллельно включенных диафрагм, змеевикового электроподогревателя, экспериментального участка, паросепаратора с конденсаторами, холодильника, подпитывающих устройств. Для с о з дания и поддержания давления, а также гашения возможных пульсаций к контуру подключен стабилизатор давления, представляющий собой сосуд с электронагревателем, находящимся ниже уровня воды в сосуде. Для проведения экспериментов при нестационарном расходе теплоносителя на входе в эксперииентвльный участок установлен быстродействующий клапан постоянного расхода, который осуществляет одновременно со снижением расхода теплоносителя через сборку перепуск его через байпас участка.

Экспериментальный участок (рис.2) состоит из корпуса высокого давления и экспериментальной сборки, установленной в нем. Опытная сборка представляет собой сеиистержневой пучок из трубок 0 9 мм, расположенных по треугольной разбивке с шагом 12,2 ми в шестигранном канале с размером "под ключ", равным 35 мм. Размеры канала выбраны из условия равенства произведений теплового и гидравлического диаметров центральных ячеек и пучка в целом. Под центральной понимается ячейка, ограниченная периметром трах соседних трубок и линиями,проведенными через центры чтих трубок. Соблюдение указанного условия приводит к значительному уменьшению теплогидравлических перекосов по ячейкам б?

пучка [ i ]. Дистанционирование пучка осуществлялось решеткзыи сотового типа с шагом 240 им. Обогрев пучка производился перемоншш током от ЕООЬЙК СИЛОВЫХ трансформаторов ОСУ-80 с регулировкой от четырех трансформаторов АОМК. Все токоподводящие детали изготовлены из меди, а корпус высокого давления и экспериментальная с5орка-из нержавеющей стали марки IXI8H9T.

В экспериментах использованы стандартные гтр'ио'ори для тенлотехничесь;:х измерений. В опытах с нестационарным расходом теплоносителя измерение его производилось магнитно-индукционной двухлопастной вертушкой с записью сигнала на шлейфовоц осциллографе Н-700. Фиксация кризиса производилась либо визуально по покраснению внутренних стенок трубок, либо по скачку температуры, измеряемому хромель-копелевыми термопарвни, установленными внутри каждой трубки на выходе. Термопары были подключены к милливольтметрам типа МРЛ-0,2 Ы.

Опыты проводились следующим образом. После заполнения контура конденсатом 100-атмосферного пара устанавливались заданные значения дарения, расхода и температуры воды на входе в участок. Затем небольшими ступеньками поднималась электрическая нагрузка не пучок до наступления кризиса. Е опытах с нестационарным расходом теплоносителя после установления начального расхода электрическая нагрузка поднималась до величины,равной или сшизкой к критической при расходе, до которого производилось снииениз его. Затем с помощью клепана постоянного расхода добивались заданного снижен!я расхода во времени. Если кризиса не было, то электрическая нагрузка из пучок поднималась на ступеньку и снова осуществлялось снижение расхода. Операции повторялись до наступления кризиса. Отход от кризиса производился убавлением электрической нагрузки на пучок или восстановлением начального расхода.

РЕЗУЛЬТАТЫ К ОБСУЖДЕНИЕ. В стационарных режимах исследование кризиса теплообмена проведено на четырех сборках. Первые три сборки имели соответственно обогреваемую длину 1000, 1800 и 2500 мм. Тепловыделение на этих сборках было равномерным по длине и по радиусу. На четвертой сборке с обогреваемой длиной 2500 мм тепловыделение по длине было ступенчатым с максимумом посредине (имитация косинусоидального тепловыделения). Отношение максимального теплового потока к среднему по длине составляет -1,56.

Профиль тепловыделения показан нэ рис.3.

Эксперименты на сборках с равномерным по длине тепловыделением проведены в широком диапазоне режимных параметров (давление 105 - 190 ата, массовая скорость SJO кГ/н сек, относительная энтальпия на входе - 0,9 — 0, 0 2, относительная энтальпия на выходе -0,18 - 0,68). Кризис теплообмена возникал в зоне 10-20 мм от выходного конца пучка как на центральной, так и на одной или нескольких периферийных трубках. Скачки температуры стенок трубок в момент кризиса в зависимости от режимных параметров изменялись в пределах 5-200°. Чем выше давление, массовая скорость и весовое паросодержение на выходе, тем меньше был скачок температуры стенок трубок. Полученные экспериментальные данные позволяют выявить закономерности влияния режимных параметров потока на критические тепловые потоки.

На рис.4 опытные данные приведены в координатах критический тепловой поток относительная энтальпия на входе. Можно видеть, что в этих координатах критический тепловой поток растет линейно с увеличением недогрева на входе. С ростом давления критический тепловой поток снижается, а увеличение массовой скорости приводит к росту е г о. При прочих равных входных условиях с увеличением длины сборки кризис теплообмена возникает при более низких тепловых потоках, что связано с более высоким паросодержанием на выходе.

В координатах критический тепловой поток - относительная энтальпич на выходе (рис.5) рост давления и паросодержания на выходе приводит к снижению критического теплового потока. Влияние массовой скорости является неоднозначным. При давлениях меньше 140 эта! начиная с определенного паросодержания,наблюдается отрицательное влияние массовой скорости на критический тепловой поток. При больших давлениях влияние скорости положительно во всем исследованной диапазоне паросодержания на выходе. Из рисунка можно такае ввдеть, что длина сборки не влияет единственно на условия возникновения кризисе теплообмзна. На той ве рисунке дано сравнение опытных данных с кривыии по опытным данный для труб [ 2 ], а также формулами Тонга [3], Смолина В.Н. и др. [ 4 ], Осыачкина B.C. и др. f 5 ] для расчета кризиса теплообмена в стержневых сборках. Сопоставление показывает, что опытные данные располагаются вблизи кривых для труб. Причем с увеличением массовой скорости и давления согласование улучшается. Формула Смолина В.Н. дает хорошее совпадение с опытом при массовой скорости 750 кг/н 2 сек. При больших скоростях имеет место значительное расхождение. Наиболее удовлетворительно наши опытные данные описываются формулами Тонга и Осмачнина B.C.

Полученные опытные данные по кризису теплообмвна обобщены с точностью ±15% эмпирической формулой вида цз1/ оп. _ч

- Ш-М ~Wp-%6fZ п _ (НЗО-ШМ- P)W (А ( l

-—? ; 7 / h где (J,Kp- критический тепловой поток, ывт/м, Р - давление, ата, Wj- массовая скорость, кг/м'сек, Хь- относительная энтальпия на входе, 1 - теплота парообразования, ккал/кг, dr.- тепловой диаметр сборки, м, L - обогреваемая длина сборки, ы.

Исследование кризиса теплообмена в стационарных режимах на сборке с имитацией косинусоидального тепловыделения по длине проведено при давлениях 105, 170 ата;





массовых скоростях 510 - 2000 кг/м^сек; относительных энтальпиях на входе -0,39 *-0,0б;

относительных энтальпиях на выходе 0,15 - 0,74. Кризис в опытах возникал в сечениях, расположенных ыевду выходным концом и серединой сборки. При зтса о ростом массовой скорости и недогрева на входе кризисное сечение удалялось от выходного конца сборки.

На рис.6 опытные данные приведены в координатах критический тепловой поток

- весовое паросодераание. При этом тепловой поток и паросодериание относятся к кризисному сечению. Сравнение с кривой по фгриуле (1) показывает удовлетворительное согласование. В большинстве случаев занижение экспериментальных значений критических тепловых потоков относительно кривых, рассчитанных по формуле ( 1 ), не превышает 25$.

На рис.7 опытные данные нанесены в координатах средний по длине сборки критический тепловой поток - относительная энтальпия на входе. Здесь же дано сравнение с расчетными кривыми по формуле ( 1 ). Из рисунка можно видеть, что формула ( 1 ), полученная по опытным данным на сборках с равномерным обогревом, описывает опытные данные на сборке с косинусоидальным тепловыделением с точностью 10%, что следует считать удовлетворительным. Таким образом, можно сказать, что исследованный неравномерный про'филь тепловыделения по длине сборки не оказывает влияния на средний по дл15не критический тепловой поток (критическую мощность) при одинаковых входных режимных параметрах.

Эксперимента в нестационарных режимах, создававшихся изменением расхода теплоносителя на входе в сборку, проведены на сборках длиной 2500 м с рэвкоыерным и косиы нусоидальныы профилем тепловыделения по длине.

В первой серии опытов на сборке с равномерный тепловыделением сброс расхода теплоносителя производился за время 3,4 - 7 сек без восстановления при давлении 105 ата и относительных энтальпиях на входе - 0,08 * -0,27. Снижение расхода производилось с начальных массовых скоростей 1550 - 2100 кг/м сек до минимальных кассовых скоростей на входе 710 - 1560 кг/м^сек. Опыты при таком сбросе расхода показали, что в исследованном диапазоне режимных параметров значения критических тепловых потоков совпадают с таковыми для стационарных режимов, если сопоставление проводится по минимальной массовой скорости на входе, до которой производилось скихение расхода (рис.8).

Во второй серии опытов на сборках с равномерным и косинусоидальным законом тепловыделения по длине осуществлялся сброс расхода с последующим его полным восстановлением за время 1,5 сек при давлении 105 ата, относительных энтальпиях на входе

-0,05 * -0,27. Сброс расхода производился с начальных массовых скоростей 1440 - 3380 кг/м сек до минимальных массовых1скоростей не входе 315 - 1540 кт/н'сек. Результаты опытов показывают, лч. при указанном характере изменения расхода на входе опытные значения критических тепловых потоков выше таковых, полученных в стационарных ренинах, если сопоставление проводится по минимальной массовой скорости. Опытные данные представлены на рис.9 в виде зависимости отношения экспериментальных значений критических тепловых потоков к рассчитанным по формуле (1) по минимальной массовой скорости от отношения минимальной массовой скорости к начальной ^vjp1""1/wpm4 ). Из рисунка видно, что, чем1 больше глубина возмущения по расходу на входе, тем значительнее разница в значениях критических тепловых потоков в стационарных и нестационарных режимах. Полученные в опытах более высокие значения критических тепловых потоков по сравнению со стационарными режимами при минимальной массовой скорости можно объяснить запаздыванием возмущения по расходу на входе. Массовая скорость в месте возникновения кризиса не достигает минимальной массовой скорости, и соответственно весовое паросодераание меньше расчетного по тепловому балансу при минимальной массовой скорости [б ].

Рис. X. Принципиальная схема гкеперииентальиой установки:

1 - циркуляционный насос; 2 - расход оперные диафрагиы; 3 - подпиточшй насос;

it - зиеевиковый элвкгроподогреватвжь; 5 - экспериментальный участок; 6 - клапан постоянного расхода; 7 - стаоилизатор давления; 8 - сепаратор; Э - конденсатор сепаратора: 10 - холодильник; I I - теплообменники; 12 - конденсатор;

13 - фильтр; 14 - воздушный баллон; 15 - магнитно-индукционная двухлопастная вертушка.

Ifeay?

–  –  –

Рис. е. Сраввение экспериментальных данных по кризису теплообмена на сборке с имитацией косинусоидального тепловыделения по длине с кривьшн по формуле ( 1 ) по параметрам в сечении кризиса ( Р • 105 ата ).

–  –  –

ЛИ — — 0.6.

Похожие работы:

«ДОЛГОВЫЕ, ДЕНЕЖНЫЕ И ВАЛЮТНЫЕ РЫНКИ Аналитический департамент 8 7 октября 2013 года Конъюнктура рынков Глобальные рынки значение изм. Глобальные рынки: Инвесторы продолжали находиться в ожидании разрешения проблемы с СDS 5y России 170.0...»

«Утверждено Протоколом Заседания Правления ОАО "МОСКОМБАНК" от 16/11/2011 г. №01-05/12 Введено в действие с 21/11/2011 г. Приказом от 16/11/2011 г. №01-08/138 ПРАВИЛА Покупки, продажи и конверсии иностранной валюты для корпоративных клиентов в ОАО "МОСКОМБАНК" (версия 3.0) МОСКВА 2011 год Правила покупки, продажи и конверсии иностран...»

«Утверждаю Первый заместитель Председателя Госкомсанэпиднадзора Российской Федерации, Заместитель Главного государственного санитарного врача Российской Федерации С.В.СЕМЕНОВ 31 мая 1996 г. N 11 На...»

«Из Писаний Бахауллы о Посте: "Мы, воистину, изложили в Нашей Книге суть всего сотворенного в знак милости к тем, кто верит в Бога, Всемогущего, Защитника, Самосущного. И Мы предписали Обязательную молитву и Пост, дабы с помощью сих средств все могли приблизиться к Богу, Наимогущественному, Наи...»

«ISSN 1609–9672 ""¬–“" Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины № 1 (94) Гуманитарные науки Гомельский государственный университет Francisk Scorina Gomel State University имени Ф. Ско...»

«КОНЦЕПЦИЯ j развития дуальной системы обучения в j Павлодарском государственном университете |имени_С. Торайгырова УТВЕРЖДАЮ КОНЦЕПЦИЯ развития дуальной системы обучения в Павлодарском государственном университете имени С....»

«ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 1. Тематическое планирование уроков литературы в 8 классе составлено на основе Федерального компонента государственного стандарта образования для основной общей школы в соответствии с программой и "Обязательным минимумом содержания основного общего образования по русскому языку" ("Программно-методические м...»

«SAPERE AUDE ВЫХОДИТ С 1958 ГОДА №4 1936 2014 Перемены МФТИ стр. 50 Основатель: неизданные документы П.Л. Капицы стр. 56 Наш человек в ЦЕРНе Главная стр. 64 ценность Физтеха:работе с новая парадигма в выпускниками стр. 68–99 Колонка редактора ДОРОГИЕ ДРУЗЬЯ! Вот и заканчивае...»








 
2017 www.doc.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные документы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.