一、固定边界与移动边界直流蒸汽发生器模型的比较（论文文献综述）
张月,郑明光,马志才,吴建邦[1]（2020）在《螺旋管式直流蒸汽发生器建模仿真与控制》文中指出为研究螺旋管式直流蒸汽发生器的控制仿真系统,本文基于流体质量、能量、动量守恒方程和移动边界理论,建立了螺旋式直流蒸汽发生器的动态模型。模型采用集总参数法,将螺旋管抽象成单管,沿轴向分为过冷段、两相段和过热段。以国际革新与安全反应堆（IRIS）为参考对象,进行了稳态和动态仿真实验。为了保证蒸汽出口压力恒定,用蒸汽压力偏差信号和蒸汽流量信号对二次侧给水流量进行调节,基于PID控制方法构建了蒸汽出口压力控制系统,并进行仿真验证。结果表明:建立的模型正确有效,控制系统响应良好,仿真结果符合热工水力学机理分析规律。
皇甫泽玉[2]（2020）在《移动式动力装置热力系统建模与仿真》文中指出小型核动力装置可以通过交通工具运输,为偏远地区或者海岛提供现实的、经济可行的能源保障;也可以作为应对各种紧急情况的备用电源,为遭受自然灾害的地方提供电源;具有较好的应用前景。本文利用APROS平台建立移动式核动力转换装置仿真模型对装置运行的稳定性和可靠性进行分析,研究了蒸发器破裂、凝汽器真空破坏和循环冷却水阀门卡涩对系统的影响。基于APROS火电版中基本换热单元构建了核动力转换装置直流蒸发器仿真模型,通过B&W公司的直流蒸发器实验数据验证了选用六方程计算模型进行模拟仿真的准确性;从传热和流动两个方面对直流蒸发器特性进行了研究,结果表明,在单相区和两相区的对流换热系数计算曲线具有与实验曲线一致的传热特性;在蒸发器工作区间中获得的沿程、摩擦阻力系数与实验数据一致,为二回路完整模型构建奠定基础。在不同负荷对构建的汽轮机、给水加热、冷端和辅助系统模型进行对比验证,仿真结果与设计值误差达到设计要求。在此基础上对完整的核动力仿真系统进行稳态、变负荷和动态仿真试验;根据仿真结果,在不同负荷系统的主要参数与设计参数误差低于3%,在变负荷过程中各参数变化达到设计要求,在动态试验中各参数的变化趋势与理论分析一致,仿真模型具有较高的仿真精度。建立了直流蒸发器破口模型,通过对集中式和分布式两种破口模型研究,表明了分布式破口模型更能准确反映实验参数变化;在此基础上研究了直流蒸发器换热管破裂位置和大小对系统的影响;结果表明随着破口漏量增加或者破口位置逐渐接近二次侧出口,使得蒸发器出口蒸汽流量和温度逐渐降低,湿度增加,易引发汽轮机水蚀,同时造成一次侧流量降低,堆芯冷却不足。建立了凝汽器漏汽故障模型,利用实验数据验证了模型的准确性,仿真计算不凝性气体聚集对凝汽器真空、机组出力的影响;基于所建立的阀门卡涩故障模型,研究了阀门卡涩对系统控制品质的影响,结果表明随着阀门卡涩程度的增加,阀门响应时间延长,变工况后系统各参数波动的振幅越大,周期越长,控制品质和稳定性逐渐降低。
赵亚楠[3]（2020）在《一体化反应堆微沸腾自然循环运行特性研究》文中进行了进一步梳理微沸腾自然循环是一种有效提升反应堆自然循环能力的技术手段,已应用于国内外低温供热堆、动力堆和非能动安全系统的设计和实践中。微沸腾自然循环反应堆中,冷却剂在堆芯出口被加热至接近饱和温度,通过欠热沸腾产生少量蒸汽。进入上升段后由于静压下降出现持续的闪蒸沸腾,进一步提升了冷却剂空泡份额。汽、液相间巨大的密度差提供了额外的自然循环驱动力,使反应堆可以实现全功率范围的自然循环运行。微沸腾自然循环技术能显着简化反应堆结构,提高反应堆的固有安全性。但目前,针对微沸腾自然循环技术及基于该技术的微沸腾自然循环一体化反应堆的运行特性研究仍显不足。微沸腾自然循环技术可塑性强的特点,在拓展了微沸腾自然循环一体化反应堆应用形式的同时,也造成了研究结果的对象依赖度高、通用性差的问题,无法形成对微沸腾自然循环一体化反应堆的热工水力特性及安全特性的统一认识。随着固有安全性理念的不断深化和对高性能一体化反应堆的迫切需求,亟需针对一体化反应堆的微沸腾自然循环运行特性开展深入研究,充分掌握微沸腾自然循环技术及其特有的自稳压机制对反应堆热工水力特性、稳定性及安全性等方面的影响规律。本文以微沸腾自然循环一体化反应堆IP100为工程背景和研究对象,从反应堆结构和运行热工状态等方面阐述了微沸腾自然循环的实现方式,重点介绍了微沸腾自然循环技术、自稳压机制、核热耦合反应性反馈机制、冷却剂流量的负荷跟踪特性、内置式控制棒驱动机构等关键技术的技术特点和运行原理。采用热平衡分析法从微沸腾自然循环、自稳压机制、冷却剂的质量流速限制及闪蒸起始点位置等方面得出了微沸腾自然循环一体化反应堆热工水力特性的影响规律。基于微沸腾自然循环一体化反应堆中存在的温度-压力联调联控机制和一、二回路匹配特性,合并了堆芯冷却剂温度控制和反应堆压力控制,提出了一回路压力恒定和蒸汽发生器蒸汽压力恒定的双恒定运行方案,完成了包括堆芯功率控制、给水流量控制和反应堆压力安全控制在内的IP100反应堆控制系统设计。为细致剖析一体化反应堆的微沸腾自然循环运行特性的细节特征和技术特点,并论证所提出的运行方案和控制策略的效能,本文利用RELAP5/MOD4.0程序建立了IP100反应堆仿真模型。研究了微沸腾自然循环一体化反应堆的稳态运行特性,揭示了微沸腾自然循环一体化反应堆关键部位的流动换热规律和不同负荷下的主要参数变化。利用甩负荷工况和阶跃降负荷工况测试了IP100反应堆的瞬态运行特性,分析了反应堆控制系统和自稳自调机制对提高反应堆瞬态工况机动性的作用。针对低负荷工况下蒸汽发生器出现的流动不稳定性现象,提出并验证了蒸汽发生器分组运行和反应堆滑压运行等运行方案优化设计,有效拓展了IP100反应堆的稳定运行负荷区间。针对微沸腾自然循环系统中存在的两相流动不稳定性问题,建立了相应的仿真模型,研究了微沸腾自然循环系统中存在的闪蒸诱发的流动不稳定性现象。研究中发现了间歇振荡、复合振荡、正弦振荡等三种流动不稳定性状态。通过分析振荡现象的演化机理,将这三种流量振荡现象归结于上升段闪蒸和加热段沸腾共同作用的结果。通过特征参数的直接分析和与其他现象近似、机制不同的流动不稳定性现象进行特征参数比较,最终将闪蒸诱发的流动不稳定性现象归类为第一类密度波振荡。开展了流动不稳定性边界的参数敏感性分析,并根据得出的规律提出了对反应堆稳定运行及启停方案方面的建议。在反应堆安全特性分析中,选取了汽腔小破口失水事故、给水丧失事故和主蒸汽管道破损事故等三个有代表性的事故,重点分析非能动安全系统和反应堆的自稳自调能力在缓解事故后果、保障反应堆安全等方面的作用。着重考察了偏保守假设条件下各事故工况对反应堆热工安全准则不同方面的考验,证明了IP100反应堆在各项非能动技术协同作用下具备优秀的安全特性。本文的研究成果较为系统地揭示了一体化反应堆微沸腾自然循环运行特性,重点论证了微沸腾自然循环一体化反应堆的可行性和技术特点,为全自然循环一体化反应堆的设计提供了一种可行的技术方案。本文得出的结论能为微沸腾自然循环一体化反应堆的设计和应用提供坚实的理论依据和技术支持。
袁小菲[4]（2020）在《板式直流蒸汽发生器半圆形直通道内流动换热特性研究》文中认为板式直流蒸汽发生器以其高于传统管壳式蒸汽发生器百倍的体积功率比特性,在压水反应堆小型化、模块化的预研中具有重要的应用前景。本文针对板式直流蒸汽发生器中典型的半圆长直通道内的流动换热特性,开展单相流和两相流的实验和数值模拟研究,旨在为直流蒸汽发生器的热工水力设计提供支撑。实验研究方面:设计加工了直径3 mm的半圆形长直通道流动换热实验段,建立了相应的流动换热实验系统平台。在完成实验系统的调试和标定之后,开展了半圆通道内单相流和相变传热两相流的热工水力实验研究。单相流实验研究了直流蒸汽发生器管内一次侧循环水的单相流体热工水力特性,与当量圆管的努塞尔数Nu和范宁摩擦系数f关系式预测值进行了对比分析,并通过实验结果修正获得半圆形直通道的Nu和f关系式。相变传热两相流实验研究了直流蒸汽发生器管内二次侧循环水的两相流体流动换热特性,实验研究了半圆形管内流体压力、质量流速、热流密度和热力学干度对流动沸腾换热系数和压降的影响规律,结果表明流体在常压和高压条件下管内沿程换热系数和压降特性具有不同的变化规律。数值模拟研究方面:共建立了三类CFD分析模型,第一类是与实验件模型相同的半圆形长直通道流-固耦合分析模型,基于该模型开展底面加热条件下管内单相流和具有相变换热的两相流数值模型分析;第二类是取板式直流蒸汽发生器一对典型通道单元建立流-固耦合分析模型,基于该模型开展实际加热条件下管内流动换热特性数值模拟分析;第三类是取5对典型通道单元建立流-固耦合分析模型,基于该模型开展流动不稳定性数值模拟研究。数值模拟研究结果表明:κ-ω湍流模型比较适合半圆形直通道的单相对流换热模拟;均相流模型结合修正的Rohsenow模型可以很好的预测半圆形直通道的流动沸腾换热特性,模拟值与实验值的相对偏差为-30%～40%;第二类CFD模型模拟结果能更好地反映实际蒸汽发生器管内的流动换热特性;第三类CFD模型模拟结果可以为蒸汽发生器内部换热通道的整体布置设计和进出口段结构设计提供参考依据。
羊城[5]（2020）在《多模块高温气冷堆核电站的建模和操作优化》文中指出发展先进核能技术是解决能源危机和环境污染问题的重要措施。模块式高温气冷堆具有固有安全性、经济竞争力、标准化和模块化生产以及潜在的广泛适用性等优点,是第四代核能系统中很有潜能的一项技术。采用“两堆一机”发电结构的HTR-PM核电站是世界上第一座具有第四代核能系统安全特性的模块式高温气冷堆商用规模示范电站。由于堆型不同、机理复杂、发电结构独特、无法直接借鉴已有的单堆单机核电站的操作经验,HTR-PM核电站的操作运行面临巨大挑战。切实保障电站的安全、可靠、经济、高效运行是一个严峻的考验。基于模型的操作优化对HTR-PM核电站的操作运行具有重要的指导意义。本文结合HTR-PM核电站的工业背景和过程系统优化的专业背景,从大范围操作运行需求和模型优化中普遍存在的模型失配问题出发,围绕模型和优化两大核心要素,研究如何减小模型失配、促进基于模型的操作优化收敛至实际过程的最优操作。本文主要研究内容和贡献如下:（1）HTR-PM核电站的非线性机理建模。本文建立了 HTR-PM核电站全厂稳态非线性机理模型,并在典型运行工况处验证了该模型的合理性和正确性。由于建模过程中采用了简化、假设和经验公式,模型与过程对象不可避免存在失配。从减小模型失配、提高模型本身预测精度的角度出发,本文设计了一种系统化参数估计方法。该方法集成参数可估计性分析、联立估计和估计结果可靠性评估,可有效避免因模型结构复杂、过参数化和测量数据稀疏等因素导致的病态的参数估计问题。HTR-PM核电站非线性机理模型的参数估计验证了系统化方法的有效性。（2）参数映射与实时优化集成的操作优化策略。过程模型通常只在特定范围的操作空间内有效,不具备描述全范围操作空间内过程对象特性的能力。若盲目将局部适用的模型应用至大范围操作优化中,模型将失去准确性,基于模型的操作优化不但可能丧失解的最优性,甚至无法保证解的可行性,危及过程对象的安全运行。随着生产过程大范围操作运行的需求日益迫切,基于模型的实时优化技术面临更为严峻的挑战。针对现有操作优化方法无法定量确定模型适用范围的不足,本文设计一种信赖域框架下的参数映射与实时优化集成算法,它基于模型评价自适应更新模型的适用范围。即便模型存在结构失配,集成算法也能保证对实际最优操作的正确收敛。在合理假设下,集成算法的正确收敛性被严格证明。HTR-PM核电站大范围变负荷的操作优化验证了集成算法的有效性。（3）双重自适应的操作优化策略。信赖域框架下的集成算法通过步步更新参数映射,确保了模型的预测精度。更新参数映射涉及的参数关于操作变量的灵敏度时,需要多次摄动过程对象以获得相关测量数据,因此操作代价较大。对于操作变量众多的大规模复杂系统,更新参数映射的操作代价更甚。为降低操作代价,一种直观的思路是尽可能重复使用模型,直到有必要时才更新模型。基于上述理念,本文设计兼容信赖域扩展机制和基于梯度相关迭代步的模型自适应更新机制,提出兼具模型适用范围自适应更新机制和模型自适应更新机制的双重自适应算法。双重自适应算法改善了集成算法步步更新模型的不足,避免了频繁摄动过程对象,降低了操作代价。即便使用过时的或者不准确的模型,双重自适应算法也能保证对实际最优操作的正确收敛。在合理假设下,两种双重自适应算法的正确收敛性均被严格证明。Williams-Otto过程操作优化、HTR-PM核电站大范围变负荷的操作优化以及负荷分配优化验证了双重自适应算法的有效性。
王荧光[6]（2019）在《循环超音速分离器的流体流动及实验性能研究》文中指出天然气是优质高效、绿色清洁的低碳能源,并可与可再生能源发展形成良性互补。但是水的存在给天然气的开采和集输过程造成了严重的影响。常规的天然气脱水方法,如固态吸附法、溶剂吸收法和膜分离法等不仅投资相对较高,而且工艺及设备结构复杂。此时,超音速分离技术作为一种环保、节能、高效、低成本的新型分离技术引起了国内外科研人员的关注。超音速分离器的理念形成于半世纪前,并且在随后的数十年里不断被改进。超音速分离器是利用拉瓦尔喷管,使流体先后经过喷管的渐缩段、喉部和渐扩段而使速度从亚音速变为超音速,同时在喷管内进行热量的交换,最终在喷管内形成凝液分离所需的低温冷凝环境,并通过扩压段回收压力能。此外,流体通过旋流发生器的旋流作用产生强旋流而使凝液附着在喷管内壁面,并通过排液结构排出而达到气液分离的目的。超音速分离设备具有结构紧凑、体积小、易加工、成本低、不易形成水合物、无转动部件、免维护、可迅速开停车等优点。国外该技术已成功用于天然气脱水和轻烃回收领域。国内尽管该技术已有应用,但由于国内气质和气源波动较大等问题推广较慢。目前根据国内外对超音速分离器的研究现状,超音速分离器的研究主要还面临着以下问题:①旋流器和排液结构对流场和分离效率影响的研究鲜有涉及;②对喷管型面的研究未考虑旋流器和导流锥对流场的影响;③已有超音速分离器的分离效率低、正激波的产生及位置不易控制、流场内易产生反混;④采用二维数值模拟不能够准确反映喷管内流体的实际流场状态;⑤超音速分离器排液腔排出液体时会携带部分气体,需要将该部分气体加以回收并处理,增加了装置的负荷和复杂性;⑥对超音速分离器内流体强旋流的运动规律和边界层与激波相互作用的研究不足。本文针对上述问题对超音速分离器的内部流体流动和分离性能进行研究,并在此基础上对解决超音速分离器内边界层与激波相互作用造成的“堵塞”问题和提高分离效率的途径开展探索。建立了适合带导流锥的旋流器前置型超音速喷管和旋流器的结构型面模型;研制了新型循环超音速分离器,并提出流体自循环回流的分离方法:建立了表征超音速分离器内部超音速流体流动和旋转流动的数理模型、三维旋流超音速流动数值模型、超音速离散相耦合预测模型和边界层与激波相互作用的物理模型;搭建了实验平台对超音速分离器分离性能开展实验研究。论文主要研究内容及结论如下:（1）建立适合带导流锥的旋流器前置型超音速喷管的结构型面模型。解决了旋流器与导流锥对超音速喷管结构型面和内部流场的影响。采用建立的三维数值模型对流场进行了分析,确定了本研究装置的最优结构型面为:0.5Din的稳定段长度、直线型渐缩段型面、圆弧型喉部过渡、等斜率的渐扩段型面和二级渐扩通道的扩压段。（2）提出轴流式旋流器的成型方法,并建立轴流式旋流器的结构型面模型。建立四种不同的轴流式旋流器结构型面模型。研究表明:流体通过各旋流器均可产生较强的旋流强度,解决了目前轴流式旋流器结构型面单一的问题。在满足分离性能的前提下,具有圆弧型导叶片和幂函数型导叶片的喷管内部流场更加均匀。其中具有圆弧形导叶片的喷管内离心加速度衰减的最慢,喷管出口离心加速度相对较大,型面曲线更加圆滑,更便于设计和加工。（3）建立超音速分离器内流体超音速流动和旋转流动的数理模型。通过流场分析表明:超音速流体发生激波后的温度、压力和密度均增加,流体总温不变、总压下降;数理模型与三维数值模型对比误差在9%范围内,可用于喷管的初始计算;由于超音速喷管内流体的粘性损失、导流锥的存在和剧烈收缩的结构型面影响,旋转流体运动在渐缩段和喉部具有无强制螺线涡的特征,渐扩段和扩压段内流体具有组合螺线涡的运动规律。此外,在Microsoft Developer Studio软件中采用Fortran语言编制了喷管内流体流动参数和旋流器型面方程计算程序,在Visual Studio2017开发环境下采用C#语言编制了喷管型面设计程序,提高了超音速分离器的设计计算和选型效率。（4）研制出一种新型循环超音速旋流分离器,并提出自循环回流的分离方法,解决了排出凝液携带气体而导致后续处理的问题。研究表明:新装置利用在排液腔与旋转流体在渐扩段内形成的低压区间的压差,使含湿气体循环进入回流管,形成外部回流循环。导流锥可沿轴线前后移动而改变喉部流通截面积。通过调节回流管的直径、插入深度等结构,可改变喷管内流体的旋流强度、激波强度和位置、制冷温度等流场状态,提高了装置的适应性和适用范围。（5）采用三维数值模拟对影响循环超音速分离器性能的结构和操作参数进行了研究。研究发现:轴向回流出口的装置具有更强的抗返混能力和制冷性能。切向回流出口装置内的旋流强度最大,但范围较窄且衰减较快,加工困难而不利于推广。随着压比的增加,激波向喷管出口方向移动,流体膨胀特性得到改善,同时压力损失也逐渐增大,轴向回流出口装置的回流推动力先减小后增加,切向回流出口装置的推动力先增加后减小。喷管内的制冷温度随着温度升高而升高,其他流体参数变化不大。本研究确定的最佳回流结构为:Dreflow=24mm,Dinsert=7mm,LDepth=30mm 和β=55°。（6）建立液滴离散相耦合的三维预测模型,并采用实验数据对模型的准确性进行了验证。经对喷管内颗粒分离效率和运动轨迹的预测和分析发现:建立的预测模型与实验数据具有较好的一致性。液体颗粒的分离效率随着液滴直径的增加而增加,2μm…4μm的颗粒直径是颗粒分离的敏感区。装置内颗粒的运行轨迹主要有液滴附壁、液滴直接进入排液腔体和液滴通过气流携带逸出三种运动轨迹。（7）建立边界层与激波相互作用的物理模型,探索了喷管内边界层与激波的相互作用,提出新型圆筒形排液结构提高装置分离效率和防止边界层与激波相互作用导致流体“堵塞”的有效方法。研究表明:圆筒形排液结构的优势在于具有多个开口,即具有较大的排液面积,当激波位于喷管渐扩段内时,产生的高压会使更多流体进入排液开口,增大了喷管的流通能力。此时喷管内压力下降,激波减弱或消除,总压损失减小。该方法能够使流体在喷管内全部为超音速,增强了喷管流场稳定和分离性能。（8）对影响超音速分离器分离性能的操作和结构参数开展实验研究。研究表明:回流通道可有效改善流场并提高装置分离性能。入口温度对装置性能影响较小。随着压比的增加,液滴成核率、离心力和速度的增加导致装置分离性能表现出与数值模拟不同的变化趋势,即先增加后减小,在Rnp=1.4时具有最大值。随着旋流器出口角增加,装置分离性能呈现先增大后减小的趋势,在β=55°时达到最高;装置分离性能在LDepth=30mm时达到最大,当LDepth=20mm时达到最小;并且随着回流管插入直径的增加具有最大值和最小值,当Dinsert=7mm时装置的分离性能发生了明显的增加,此时具有最好的分离性能;当Dreflow=28mm时,装置分离效率出现明显的降低,分离效率Dreflow=24mm时最佳。（9）对圆锥形排液结构和圆筒形排液结构对装置分离性能的开展了实验研究。研究表明:LDepth=Omm的回流齐平式排液装置的脱除率和露点降最大可达47.72%和17.41K,比无回流结构的装置分别提高12.02%和5.42K,分别是LDepth=30mm的回流齐平式排液装置的2.04倍和2.23倍;不同圆筒形排液装置分离性能关系为无回流圆形排液结构>有回流圆环形排液结构>有回流斜切形排液结构>无回流斜切形排液结构。
张雷刚[7]（2019）在《不同重力条件下蒸气冷凝过程及强化传热研究》文中进行了进一步梳理冷凝传热广泛应用于各工业领域,如制冷系统、空调系统、电子设备冷却、除湿系统和发电行业。在过去几十年中,冷凝传热的研究主要集中在常重力条件下的研究,近些年相变换热系统在航空航天领域取得广泛应用,微重力环境中的冷凝传热研究越来越受到国内外学者的重视。在冷凝问题中,无论是膜状冷凝还是滴状冷凝,重力作用都在其中起着重要的作用。例如,液膜沿重力方向流动并逐渐积聚,使得厚度在重力方向上不断增加;滴状冷凝中液滴的滚动及脱落也是在重力主导下完成的。因此,研究不同重力条件下的冷凝传热过程以及强化传热技术不仅对我国航天器两相流设备的研发和优化具有重要的工程指导意义,还对提高空间电子设备运行效率、节约换热设备、保证设备安全运行的有效实施具有指导作用。目前针对微重力冷凝传热的研究主要集中于地基研究,并且微重力环境中冷凝传热的强化还没有相关研究。针对上述问题的不足,本论文主要研究内容及结论如下:首先,从理论上分析了超声波在不同重力条件下加速冷凝液滴脱落的可行性,开展了超声波作用下竖直铝板表面冷凝传热的实验研究,研究了超声波功率对铝板表面液滴分布、表面覆盖率以及冷凝传热的影响。结果表明,当冷凝液滴生长到一定尺寸时,从铝板表面滚下。与无超声波作用相比,超声波加速了冷凝液滴的脱落。随着超声波功率从180W增加到900W,液滴的首次落时间提前,总脱落次数增加。铝板的热流密度和冷凝传热系数均随超声功率的增加而增大。当超声波功率为900W时,强化倍率达到了2倍以上。然而功率增大后,试验系统的经济系数有所下降。其次,提出了一种椭圆形针肋板,对不同倾角下椭圆形针肋表面的冷凝传热进行了实验研究,分析了针肋几何参数和倾角对冷凝传热的影响。实验发现针肋对冷凝液滴有一定的滞留作用,当横向肋间距较小,肋高增大后,液滴的脱落周期变小;反之,肋高的增大均使得液滴脱落周期有所增大。椭圆形针肋板的热流密度和冷凝传热系数均比平板更高。随着水平肋间距和肋高的增加,椭圆形针肋板的传热性能有所提升。当倾斜角从90°减小到30°时,热流密度和冷凝传热系数分别降低了16%和25%,且强化倍率有所下降。第三,对水平矩形通道内针肋表面的冷凝传热进行了实验研究,分析了肋几何参数、导热系数、蒸气质量流量以及制冷功率对冷凝传热的影响。结果表明,肋几何参数对冷凝传热的影响较小。当蒸气质量流量从0.17 kg/（m2·s）增加到1.67 kg/（m2·s）时,冷凝传热系数仅提升了80%左右。当制冷功率从56.4W增加到94.2W时,冷凝传热系数的增幅约20%。不同工况下针肋板的强化倍率及压降差异并不明显。第四,开展了不同重力条件下FC-72蒸气在针肋板表面的冷凝实验,分析了微重力对针肋板表面液膜分布以及气液界面分布、蒸气温度、冷凝台温度以及冷凝传热的影响。结果表明,微重力条件下,针肋表面冷凝液膜沿不同方向流动,气液界面出现明显的波动和液体爬升现象,且非稳态状态下蒸气温度有显着升高。对于准稳态状态,短时微重力导致热流密度和冷凝传热系数分别下降了18%和20%。最后,通过VOF方法数值模拟了不同重力条件下蒸气在竖直壁面上的冷凝过程,分析了蒸气流速和重力大小对冷凝传热的影响。结果表明,对于常重力和减重力,冷壁面上均形成一层较为均匀的液膜;而对于微重力,气液界面呈现出波状,且液相的波动越来越明显并沿蒸气流动方向传播。当重力垂直于壁面时,液膜随着时间的推移越积越厚。当重力作用越小时,提高蒸气流速对冷凝传热系数的改善越显着。随着蒸气流速从0.5 m/s提高到2 m/s,微重力时的冷凝传热系数相比常重力分别下降了约28%和12%。
张贤山,孙培伟[8]（2019）在《钠冷快堆多模块蒸汽发生器的给水控制方法研究》文中认为模块化直流式蒸汽发生器是钠冷快堆的关键部件,位于二、三回路之间,对钠冷快堆的安全运行具有重要意义。在钠冷快堆设计中,布置了多组并联的蒸汽发生器,在相互并联的工质通道间,又存在着相变,可能会导致模块之间的相互干扰。因此,有必要为多模块蒸汽发生器设计合适的给水控制系统。建立了单个直流式蒸汽发生器的动态模型。基于守恒方程,利用可移动边界法建立蒸发器模型,使用固定边界的过热器模型,并基于动量守恒建立多模块蒸汽发生器的并联通道模型。建立了与给水系统相关的给水泵、调节阀和管道模型。根据对象特性和控制需求,设计了基于前馈反馈混合控制的环路给水控制系统,以及用于协调各支路平衡的支路给水调节系统。针对快堆实际运行中多种典型的对称和非对称工况进行闭环仿真试验,使钠温度能维持在设定范围内,证明了所设计的给水控制系统满足系统控制要求。该研究为多模块化钠冷快堆的工程实现提供了参考。
王弘扬[9]（2019）在《耦合一、二次侧换热的钠冷快堆直流蒸汽发生器热工水力特性数值研究》文中提出蒸汽发生器作为钠冷快堆二回路钠与三回路水的热交换器,是快堆核岛中的重要设备。热工水力特性作为其结构力学、材料、水化学等分析的基础,是蒸汽发生器最重要的研究内容之一。本研究以钠冷快堆蒸汽发生器为研究对象,采用数值模拟与理论分析相结合的方法,获得其整体与局部的热工水力参数,掌握关键部件位置流体的湍流和涡旋等微观特性,深化对金属流体流动和传热的认识,为蒸汽发生器的安全分析与结构设计优化奠定基础。本文首先根据钠冷快堆蒸汽发生器的结构特点并基于对其热工水力特性的分析,开发了基于多孔介质模型的耦合热工水力计算模型。采用了SST k-ω湍流模型计算一次侧流体的湍流流动,建立了管束区与支撑板的阻力模型,将二次侧流体分为过冷液体区、泡核沸腾区、膜态沸腾区与过热蒸汽区并采用不同的传热关系式以准确计算其流动沸腾传热特性。其次,以自下而上的网格生成策略分别生成了支撑板、一次侧出入口腔室等重要部件与整台蒸汽发生器的流体网格,网格平均质量高于0.9。并采用高精度的控制方程离散格式开展了计算,掌握了蒸汽发生器局部及整体的三维热工水力特性,计算结果与中国实验快堆蒸汽发生器运行参数设计值的相对误差小于0.1%。然后,对基于精细网格的支撑板流域计算展开水力特性分析,结果表明,流体的横流能量在支撑板前沿位置达到峰值并由于传热管的阻力迅速下降,支撑板后沿位置流体的涡流会使湍流强度迅速升高,传热管在这两处发生流致振动的可能性大幅提升,并根据入口流速等于13m/s工况下流体通过支撑板的压降确定了各支撑板的粘性阻力系数与惯性阻力系数。通过对一次侧腔室的水力特性分析发现,入口腔室环腔内的节流装置可有效抑制环腔内强烈的湍流,使流体相对稳定地通过流量分配罩进入管束区,出口腔室处流体流动相对稳定,两腔室的径向流向分配均匀但轴向流量分配较差,且外层管束区均受到较严重的横流冲刷。最后,对基于多孔介质网格的蒸汽发生器整体热工水力特性展开分析,结果表明,一次侧流体在入口腔室处的高横流能量会持续影响其下游流体,流体压力在管束区沿流动方向逐渐降低,腔室与接管连接处流体流速变化剧烈,局部压力损失很高。蒸汽发生器的传热特性受到两侧流体温度分布与传热系数的影响,其中蒸发器中两侧流体温差较大,同时二次侧流体的沸腾传热会大幅增强其传热能力,额定工况下蒸发器与过热器的平均传热系数分别为3460.88W/（m2·K）和1889.2W/（m2·K）,蒸发器的传热效率显着高于过热器,但低功率工况下泡核沸腾区二次侧流体传热系数的升高以及两侧流体温差的增大,会导致蒸汽发生器最大热流密度的升高,可能会造成蒸汽发生器的烧毁。基于上述工作,本文对钠冷快堆蒸汽发生器的数值计算结果不但可为力学分析奠定基础,而且可为结构设计的进一步优化提供参考,同时还可为热工参数设计及安全分析提供输入,对保障蒸汽发生器的安全运行具有重要意义。
史建新[10]（2019）在《直管式直流蒸汽发生器蒸干及蒸干后传热数值模拟》文中研究指明随着压水堆核动力系统对蒸汽发生器效率和体积的要求越来越高,直流蒸汽发生器以高效率、结构紧凑和模块化建造等优点受到国际上的广泛关注。直流蒸汽发生器二次侧流体经历从过冷水被加热到过热蒸汽的复杂汽液两相流动与换热过程,不可避免地发生蒸干传热恶化现象。蒸干的发生导致二次侧流体与管壁间的表面传热系数急剧下降,壁温急剧上升,使传热管束更易遭受应力腐蚀和老化失效等问题。目前研究以定热流加热方式下直管内蒸干为主,尚缺乏针对实际直流蒸汽发生器内蒸干的预测。因此开展直流蒸汽发生器蒸干及蒸干后传热特性研究对其安全稳定运行具有重要意义。本文以Babcock&Wilcox公司设计的直管式直流蒸汽发生器为原型,基于近似模化法建立其简化的三维单元管物理模型。在此基础上,采用能够准确描述直流蒸汽发生器单相对流换热与传热管导热的数学模型和二次侧汽液两相流动与换热数学模型,并补充流场间质量、动量、能量传递以及流场与壁面间相互作用的封闭关联式,进行了如下数值模拟研究:针对实际直管式直流蒸汽发生器蒸干及蒸干后传热特性,分别进行了基于拟合热流和一、二次侧耦合换热的数值模拟研究。发现在缺液区尽管液相仍处于饱和状态,但是蒸汽通过与壁面的对流换热吸收热量已经进入过热状态,导致缺液区发生偏离热力平衡现象,实际质量含汽率以相对于液膜强制对流蒸发区更小的轴向变化率上升。耦合换热边界下二次侧壁温飞升幅度较小（约26K）,壁温轴向变化率仅为几十K/m。与此相比,定热流边界下不仅蒸干位置较耦合换热边界提前,而且蒸干发生处壁温轴向变化率高达几百K/m。这意味着对于涉及到蒸干的直流蒸汽发生器或换热设备,要重点关注蒸干传热恶化引起的较高的壁温轴向变化率以及可能由此引发的应力腐蚀、甚至烧毁问题。针对缺液区的蒸汽过热现象,定义了表征偏离热力平衡程度的新参数-偏离度（post-dl）并提出了预测缺液区过热蒸汽温度的方法。发现随着换热的进行缺液区偏离度越来越高,所研究范围内平均偏离度约为26%。参数-偏离度可用于预测缺液区的过热蒸汽温度,为直流蒸汽发生器传热区域的准确划分提供一定的参考。针对直流蒸汽发生器不同工况和支撑板结构下的蒸干特性,数值研究了运行参数和支撑板对蒸干及蒸干后传热的影响。研究发现质量流速对蒸干后壁温的影响规律与偏离核态沸腾相反,这是由于发生两类传热恶化的机理不同所致。压力影响蒸干位置及蒸干处的壁温飞升幅度,随压力的增大蒸干位置逐渐向下游移动,相应的壁温飞升幅度减小。有支撑板且考虑缝隙时的滑速比低于其他两种结构,并且蒸干位置位于不考虑支撑板时的上游。支撑板下游漩涡产生的强化换热效应能够在一定程度上降低蒸干引起的壁温飞升,定热流边界条件下壁温飞升幅度由不考虑支撑板时的300 K降低到约200 K,并且壁温轴向变化率减小。这说明流道间布置的支撑结构在一定程度上有利于降低壁面温度。针对直流蒸汽发生器缺液区壁温较高的问题,采用欧拉-拉格朗日法对液滴溅射时缺液区流动与换热进行了数值研究,揭示了蒸干发生处的液滴直径、液滴轴向流速和径向扰动、临界质量含汽率等蒸干参数对缺液区传热和壁温分布的影响规律。研究发现液滴直径的减小一定程度上有助于降低蒸干传热恶化及蒸干后偏离热力平衡可能造成的危害。液滴轴向流速值的大小直接决定着缺液区壁温轴向分布规律,但是当其达到或超过5 m/s后对蒸干后壁温及表面传热系数的影响几乎可以忽略。临界质量含汽率是影响壁温分布规律的又一关键因素,随着临界质量含汽率的增大,壁温沿轴向的分布由下降逐渐变为上升趋势。在所研究范围内,适量的液滴能够有效地降低蒸干处壁温飞升的最大值及蒸干后整体壁温,强化换热效果最高达到60%。
二、固定边界与移动边界直流蒸汽发生器模型的比较（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、固定边界与移动边界直流蒸汽发生器模型的比较（论文提纲范文）
（2）移动式动力装置热力系统建模与仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 国内外热力系统仿真研究状况 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 故障仿真研究现状 |
| 1.3 电站仿真系统APROS介绍 |
| 1.3.1 APROS仿真支撑系统特点 |
| 1.3.2 APROS仿真支撑系统的基本构成 |
| 1.4 本文工作 |
| 第二章 直流蒸发器模型构建 |
| 2.1 直流蒸汽发生器结构 |
| 2.2 直流蒸汽发生器计算模型 |
| 2.2.1 蒸汽发生器传热计算 |
| 2.2.2 蒸汽发生器流动计算 |
| 2.3 直流蒸汽发生器模型构建 |
| 2.4 模型验证 |
| 2.4.1 传热特性验证 |
| 2.4.2 流动特性验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 移动式动力转换装置汽水系统模型构建 |
| 3.1 汽轮机系统建模 |
| 3.1.1 汽轮机调节阀门模型 |
| 3.1.2 汽轮机计算模型 |
| 3.1.3 汽轮机转子计算模型 |
| 3.1.4 外部耗功模块计算模型 |
| 3.1.5 汽轮机系统模型构建 |
| 3.1.6 模型验证 |
| 3.2 冷端系统建模 |
| 3.2.1 凝汽器模型 |
| 3.2.2 抽气器模型 |
| 3.2.3 冷端系统模型构建 |
| 3.2.4 模型验证 |
| 3.2.5 凝汽器变工况分析 |
| 3.3 给水系统建模 |
| 3.3.1 泵数学模型 |
| 3.3.2 给水系统仿真模型 |
| 3.4 轴封加热系统建模 |
| 3.4.1 轴封加热系统数学模型 |
| 3.4.2 轴封加热系统仿真模型 |
| 3.4.3 系统模型验证 |
| 3.5 低负荷旁路系统建模 |
| 3.5.1 低负荷旁路系统计算模型 |
| 3.5.2 低负荷旁路系统模型构建 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 动力转换系统特性分析 |
| 4.1 系统稳态结果及其分析 |
| 4.2 动力转换装置升降负荷仿真试验 |
| 4.2.1 降负荷仿真试验 |
| 4.2.2 升负荷仿真试验 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 故障仿真研究 |
| 5.1 蒸发器故障仿真研究 |
| 5.1.1 破口模型验证 |
| 5.1.2 换热管破裂仿真模型构建 |
| 5.1.3 换热管破裂仿真研究 |
| 5.2 凝汽器真空系统故障仿真研究 |
| 5.2.1 凝汽器参数变化 |
| 5.2.2 蒸发器参数变化 |
| 5.2.3 汽轮机参数变化 |
| 5.3 凝汽器循环水系统故障仿真研究 |
| 5.3.1 凝汽器参数变化 |
| 5.3.2 蒸发器参数变化 |
| 5.3.3 汽轮机参数变化 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 本文特点及工作展望 |
| 6.2.1 本文特点 |
| 6.2.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间研究成果 |
（3）一体化反应堆微沸腾自然循环运行特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 一体化反应堆发展方向 |
| 1.2.2 微沸腾自然循环技术在一体化反应堆中的应用 |
| 1.2.3 微沸腾自然循环一体化反应堆热工水力研究现状 |
| 1.2.4 闪蒸诱发的流动不稳定性研究现状 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第2章 微沸腾自然循环的运行机理及实现方式 |
| 2.1 IP100反应堆简介 |
| 2.1.1 IP100反应堆设计 |
| 2.1.2 IP100反应堆堆芯设计 |
| 2.2 微沸腾自然循环的关键技术及运行机制 |
| 2.2.1 微沸腾自然循环 |
| 2.2.2 自稳压技术 |
| 2.2.3 核热耦合反应性反馈 |
| 2.2.4 冷却剂流量的负荷跟踪特性 |
| 2.2.5 内置式控制棒驱动机构 |
| 2.3 微沸腾自然循环一体化反应堆的热工水力特性 |
| 2.3.1 自然循环能力的评估 |
| 2.3.2 自稳压机制对堆芯温度的影响 |
| 2.3.3 冷却剂质量流速的限制 |
| 2.3.4 闪蒸起始点 |
| 2.4 微沸腾自然循环一体化反应堆的运行方案及控制策略 |
| 2.4.1 运行方案 |
| 2.4.2 控制方法 |
| 2.4.3 反应堆控制系统初步设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 一体化反应堆微沸腾自然循环运行特性分析 |
| 3.1 RELAP5仿真模型 |
| 3.1.1 RELAP5程序的基本模型 |
| 3.1.2 相间传热-传质模型 |
| 3.1.3 RELAP5中的模型选项及限值处理 |
| 3.1.4 IP100反应堆仿真模型 |
| 3.1.5 仿真模型验证 |
| 3.2 稳态运行特性分析 |
| 3.2.1 堆芯特性 |
| 3.2.2 直流蒸汽发生器特性 |
| 3.2.3 微沸腾自然循环特性 |
| 3.2.4 IP100反应堆的负荷特性 |
| 3.3 瞬态特性分析 |
| 3.3.1 甩负荷工况 |
| 3.3.2 设计参数对瞬态特性的影响 |
| 3.3.3 阶跃降负荷工况 |
| 3.4 运行方案的优化 |
| 3.4.1 OTSG分组运行方案 |
| 3.4.2 反应堆滑压运行方案 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 闪蒸诱发的流动不稳定性研究 |
| 4.1 研究模型及验证 |
| 4.1.1 实验装置介绍 |
| 4.1.2 RELAP5建模方案 |
| 4.1.3 RELAP5模型验证 |
| 4.2 闪蒸诱发的流动不稳定性现象及演化机理 |
| 4.2.1 不稳定性的整体现象及特征 |
| 4.2.2 间歇振荡过程 |
| 4.2.3 复合振荡过程 |
| 4.2.4 正弦振荡过程 |
| 4.3 与其他类型流动不稳定性现象的区别 |
| 4.3.1 与间歇泉的区别 |
| 4.3.2 与流型转换不稳定性的区别 |
| 4.3.3 与自然循环振荡的区别 |
| 4.4 流动不稳定性边界的参数敏感性分析 |
| 4.4.1 系统压力的影响 |
| 4.4.2 流动阻力的影响 |
| 4.4.3 上升段高度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 微沸腾自然循环对反应堆安全特性的影响 |
| 引言 |
| 5.1 小破口失水事故 |
| 5.1.1 小破口失水事故假设及序列 |
| 5.1.2 非能动安全系统模型节点划分 |
| 5.1.3 计算结果分析 |
| 5.1.4 破口尺寸的影响 |
| 5.2 给水丧失事故 |
| 5.2.1 部分给水丧失事故 |
| 5.2.2 完全给水丧失事故 |
| 5.2.3 关键热工参数对事故进程的影响 |
| 5.3 主蒸汽管道破损事故 |
| 5.3.1 事故描述及模型设置 |
| 5.3.2 二回路热工水力特性 |
| 5.3.3 一回路热工水力特性 |
| 5.3.4 MDNBR的参数敏感性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）板式直流蒸汽发生器半圆形直通道内流动换热特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRAC |
| 主要符号对照表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 小通道流动换热特性研究现状 |
| 1.2.1 小通道单相对流流动换热特性研究现状 |
| 1.2.2 小通道流动沸腾换热特性实验研究现状 |
| 1.2.3 流动沸腾数值模拟研究现状 |
| 1.3 目前存在的问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 2 实验系统及数据处理方法 |
| 2.1 实验系统 |
| 2.2 实验段 |
| 2.3 实验工况范围 |
| 2.4 实验数据处理方法 |
| 2.5 实验不确定度分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 半圆形长直通道流动换热特性实验研究 |
| 3.1 实验系统验证 |
| 3.2 半圆形通道单相流动与换热准则关系式实验研究 |
| 3.2.1 换热Nu关系式 |
| 3.2.2 范宁摩擦系数f关系式 |
| 3.3 半圆形通道流动沸腾换热特性实验研究 |
| 3.3.1 常压下实验研究 |
| 3.3.2 高压下实验研究 |
| 3.3.3 不同压力下的对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 半圆形长直通道流动换热数值模拟研究 |
| 4.1 半圆形通道单相对流换热数值模拟研究 |
| 4.1.1 计算模型及边界条件 |
| 4.1.2 网格独立性分析及湍流模型验证 |
| 4.1.3 单相流数值模拟数据处理方法 |
| 4.1.4 通道平均流动换热特性结果分析与讨论 |
| 4.1.5 沿程流动换热特性结果分析与讨论 |
| 4.2 半圆形通道流动沸腾换热数值模拟研究 |
| 4.2.1 数值模型 |
| 4.2.2 计算模型及边界条件 |
| 4.2.3 网格独立性分析 |
| 4.2.4 流动沸腾数值模拟数据处理方法 |
| 4.2.5 不同沸腾模型下的模拟结果对比分析 |
| 4.2.6 两流体模型的参数敏感性分析 |
| 4.2.7 均相流结合Rohsenow模型的参数敏感性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 板式直流蒸汽发生器多通道流动换热数值模拟研究 |
| 5.1 一二次侧一对典型通道单元流动换热特性数值模拟研究 |
| 5.1.1 计算模型及边界条件 |
| 5.1.2 结果分析 |
| 5.2 一二次侧5对典型通道单元流动不稳定性数值模拟研究 |
| 5.2.1 计算模型及边界条件 |
| 5.2.2 结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）多模块高温气冷堆核电站的建模和操作优化（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 基金 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 背景 |
| 1.1.2 球床模块式高温气冷堆 |
| 1.1.3 HTR-PM核电站工艺特点 |
| 1.1.4 HTR-PM核电站建模及优化的意义 |
| 1.2 文献综述 |
| 1.2.1 数学建模 |
| 1.2.2 参数估计 |
| 1.2.3 实时优化 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.3.1 HTR-PM核电站线性回归模型的修正适应法 |
| 1.3.2 HTR-PM核电站的非线性机理建模 |
| 1.3.3 参数映射与实时优化集成的操作优化策略 |
| 1.3.4 双重自适应的操作优化策略 |
| 1.4 论文框架 |
| 第二章 HTR-PM核电站线性回归模型的修正适应法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 HTR-PM核电站线性回归模型 |
| 2.3 实时优化框架下的修正适应法 |
| 2.3.1 实时优化 |
| 2.3.2 修正适应法 |
| 2.3.2.1 基本原理 |
| 2.3.2.2 算法流程 |
| 2.3.3 梯度估算 |
| 2.3.3.1 主动式测量采集方法 |
| 2.3.3.2 连续独立摄动的有限差分方法 |
| 2.4 HTR-PM核电站大范围变负荷 |
| 2.4.1 命题构造 |
| 2.4.2 相同变负荷步长 |
| 2.4.3 不同变负荷步长 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 HTR-PM核电站的非线性机理建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 HTR-PM核电站非线性机理模型 |
| 3.2.1 典型模块 |
| 3.2.1.1 反应堆 |
| 3.2.1.2 蒸汽发生器 |
| 3.2.1.3 蒸汽联箱 |
| 3.2.2 全厂模型验证 |
| 3.3 系统化参数估计 |
| 3.3.1 参数子集初选 |
| 3.3.1.1 参数可估计性分析 |
| 3.3.1.2 层次聚类 |
| 3.3.1.3 参数灵敏度计算 |
| 3.3.2 可靠性评估 |
| 3.4 数值结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 参数映射与实时优化集成的操作优化策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ITS算法 |
| 4.2.1 基本原理 |
| 4.2.2 HTR-PM核电站大范围变负荷 |
| 4.3 ISOPE算法 |
| 4.3.1 基本原理 |
| 4.3.2 HTR-PM核电站大范围变负荷 |
| 4.4 信赖域框架下的集成操作优化策略 |
| 4.4.1 参数映射 |
| 4.4.2 算法Ⅰ-参数映射与实时优化集成算法 |
| 4.4.3 算法Ⅰ的收敛性分析 |
| 4.4.4 相关工作 |
| 4.4.5 HTR-PM核电站大范围变负荷 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 双重自适应的操作优化策略 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 算法Ⅱ-兼容信赖域扩展机制 |
| 5.2.1 基本原理 |
| 5.2.2 算法Ⅱ的收敛性分析 |
| 5.3 算法Ⅲ-梯度相关迭代步 |
| 5.3.1 基本原理 |
| 5.3.2 算法Ⅲ的收敛性分析 |
| 5.4 案例分析 |
| 5.4.1 Williams-Otto过程操作优化 |
| 5.4.3 HTR-PM核电站负荷分配优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间主要研究成果 |
（6）循环超音速分离器的流体流动及实验性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 超音速分离器的结构研究 |
| 1.2.2 超音速分离器的实验研究及应用 |
| 1.2.3 超音速喷管的设计 |
| 1.2.4 超音速分离器的数值计算 |
| 1.3 目前研究存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 超音速旋流分离器结构及内部流场研究 |
| 2.1 流体在超音速分离器内流动的三维数值模型 |
| 2.1.1 超音速分离器的结构 |
| 2.1.2 控制方程组 |
| 2.1.3 湍流模型 |
| 2.1.4 求解区域的网格划分和离散 |
| 2.1.5 网格无关性分析 |
| 2.1.6 模型验证 |
| 2.1.7 数值方法、初始条件和边界条件 |
| 2.2 超音速分离器内流体流动数理模型 |
| 2.2.1 一维定常等熵管流方程 |
| 2.2.2 变截面定常等熵流动公式 |
| 2.2.3 喷管内激波前后流体流动参数的变化规律 |
| 2.2.4 超音速喷管内流体流动计算逻辑 |
| 2.2.5 数理模型误差分析 |
| 2.3 轴流式旋流发生器的结构型面模型及内部流场研究 |
| 2.3.1 导向叶片的结构及成型原理 |
| 2.3.2 圆弧形导向叶片 |
| 2.3.3 幂函数型导向叶片 |
| 2.3.4 指数函数型导向叶片 |
| 2.3.5 双曲函数型导向叶片 |
| 2.3.6 不同旋流发生器的内部流场研究 |
| 2.4 超音速喷管的结构型面模型及内部流场研究 |
| 2.4.1 稳定段 |
| 2.4.2 渐缩段 |
| 2.4.3 喉部 |
| 2.4.4 渐扩段 |
| 2.4.5 扩压段 |
| 2.5 排液结构及内部流场研究 |
| 2.6 超音速分离器计算和型面设计软件 |
| 2.7 超音速分离器内旋流的理论分析 |
| 2.7.1 超音速喷管内流体旋转流动模型 |
| 2.7.2 超音速喷管内螺线涡低压区的影响及改进策略 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 循环超音速旋流分离器的结构及内部流场研究 |
| 3.1 循环超音速旋流分离器的分离原理 |
| 3.2 循环超音速旋流分离器的几何结构及自循环分离方法 |
| 3.3 循环超音速旋流分离器的三维数值模型 |
| 3.3.1 控制方程组和湍流模型 |
| 3.3.2 求解区域的离散和网格划分 |
| 3.3.3 网格无关性分析 |
| 3.3.4 模型验证 |
| 3.3.5 数值方法、初始条件、边界条件和基本模型 |
| 3.4 循环超音速旋流分离器的内部流场分析及结构优化 |
| 3.4.1 不同回流出口型式的影响 |
| 3.4.2 不同压比的影响 |
| 3.4.3 不同入口温度的影响 |
| 3.4.4 不同叶片出口角的影响 |
| 3.4.5 不同插入深度的影响 |
| 3.4.6 不同回流管出口直径的影响 |
| 3.4.7 不同回流管直径的影响 |
| 3.5 超音速分离器内边界层与激波的相互作用 |
| 3.5.1 边界层与激波相互作用的物理模型 |
| 3.5.2 喷管内边界层与激波相互作用的分析 |
| 3.5.3 循环超音速旋流分离器的改进策略 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 液滴离散相耦合分离预测模型及结构改进 |
| 4.1 液滴离散相耦合分离预测模型 |
| 4.1.1 高速旋流流体中凝结液滴的受力理论分析 |
| 4.1.2 喷管内凝结液滴运动轨迹方程的简化 |
| 4.1.3 喷管内离散相与连续相的耦合 |
| 4.1.4 罗辛-拉姆勒(Rosin-Rammler)粒径分布模型 |
| 4.1.5 边界条件 |
| 4.1.6 液体颗粒的分离效率的评价指标 |
| 4.1.7 三维数值模型及网格划分 |
| 4.1.8 模型验证 |
| 4.2 循环超音速旋流分离器的改进策略 |
| 4.2.1 新型圆筒形排液结构 |
| 4.2.2 无回流通道的圆筒形排液结构的装置内部流场研究 |
| 4.2.3 有回流通道的圆筒形排液结构的装置内部流场研究 |
| 4.3 防止边界层与激波相互作用的措施 |
| 4.4 超音速分离器分离效率的预测与讨论 |
| 4.4.1 回流结构对装置颗粒分离效率的影响 |
| 4.4.2 不同排液结构对装置颗粒分离效率的影响 |
| 4.4.3 超音速分离器内的颗粒运动轨迹分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 循环超音速旋流分离器的实验性能研究 |
| 5.1 实验平台的搭建 |
| 5.1.1 实验流程 |
| 5.1.2 实验装置 |
| 5.1.3 蒸汽产生器 |
| 5.1.4 混合蒸汽串级分离装置 |
| 5.1.5 空气压缩机 |
| 5.1.6 乙醇加注泵 |
| 5.1.7 实验平台仪表测量装置 |
| 5.2 超音速旋流分离器实验研究考察参数和相关评价指标 |
| 5.2.1 超音速旋流分离器的结构和操作参数 |
| 5.2.2 装置性能评价指标 |
| 5.3 超音速旋流分离器的分离性能研究 |
| 5.3.1 实验数据与数值模拟结果的对比 |
| 5.3.2 装置入口压力的影响 |
| 5.3.3 装置入口温度的影响 |
| 5.3.4 旋流器出口角的影响 |
| 5.3.5 不同回流插入深度的影响 |
| 5.3.6 不同回流管插入直径 |
| 5.3.7 不同回流管直径 |
| 5.3.8 不同排液结构 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 超音速喷管计算程序 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）不同重力条件下蒸气冷凝过程及强化传热研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微重力冷凝传热研究现状 |
| 1.2.2 主动式强化传热研究现状 |
| 1.2.3 被动式强化传热研究现状 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 第二章 空间冷凝主动式强化传热研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超声波强化冷凝传热的可行性分析 |
| 2.2.1 超声波作用机理 |
| 2.2.2 超声波强化传热基本理论 |
| 2.2.3 超声波去除冷凝液效果的影响因素 |
| 2.2.4 超声波强化冷凝传热效果评价 |
| 2.3 超声波作用下冷凝传热的试验研究 |
| 2.3.1 试验装置及主要设备 |
| 2.3.2 试验方案设计 |
| 2.3.3 试验数据处理 |
| 2.3.4 试验结果及讨论 |
| 2.4 微重力条件下超声波强化冷凝的可行性分析 |
| 2.4.1 微重力下液滴受力分析 |
| 2.4.2 微重力下超声波作用机理分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 空间冷凝被动式强化传热研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 被动式强化传热分析 |
| 3.2.1 膜状冷凝强化思路 |
| 3.2.2 椭圆形肋对冷凝液的滞留作用分析 |
| 3.3 针肋表面冷凝传热实验原理和方法 |
| 3.3.1 实验装置及主要设备 |
| 3.3.2 实验方案设计 |
| 3.3.3 实验数据处理 |
| 3.4 针肋表面冷凝液滴分布特性研究 |
| 3.4.1 针肋表面冷凝液滴的可视化分析 |
| 3.4.2 针肋板表面冷凝液滴受力分析 |
| 3.4.3 针肋板表面覆盖率对比 |
| 3.4.4 针肋板表面液滴脱落周期对比 |
| 3.5 针肋表面冷凝传热特性研究 |
| 3.5.1 竖直平板上的冷凝传热 |
| 3.5.2 水平肋间距及肋高对冷凝传热的影响 |
| 3.5.3 倾斜角对冷凝传热的影响 |
| 3.5.4 水平肋间距及肋高对强化倍率的影响 |
| 3.5.5 倾斜角对强化倍率的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 蒸气在水平针肋表面冷凝传热的实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置及数据处理 |
| 4.2.1 实验装置及主要设备 |
| 4.2.2 实验方案设计 |
| 4.2.3 实验数据处理及误差分析 |
| 4.2.4 实验系统的可靠性验证 |
| 4.3 实验结果分析 |
| 4.3.1 可视化分析 |
| 4.3.2 局部冷凝传热系数分析 |
| 4.3.3 肋几何参数对冷凝传热的影响 |
| 4.3.4 导热系数对冷凝传热的影响 |
| 4.3.5 质量流量对冷凝传热的影响 |
| 4.3.6 制冷功率对冷凝传热的影响 |
| 4.3.7 强化倍率分析 |
| 4.3.8 压降分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 不同重力条件下竖直针肋表面冷凝传热的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 落塔实验设备及原理 |
| 5.2.1 实验装置及主要设备 |
| 5.2.2 落塔实验方案 |
| 5.3 实验装置及数据处理 |
| 5.3.1 实验系统的设计与搭建 |
| 5.3.2 实验方案设计 |
| 5.3.3 实验数据处理及误差分析 |
| 5.3.4 实验系统的可靠性验证 |
| 5.4 地面实验结果 |
| 5.4.1 可视化分析 |
| 5.4.2 局部传热系数分析 |
| 5.4.3 肋几何参数对冷凝传热的影响 |
| 5.4.4 导热系数对冷凝传热的影响 |
| 5.4.5 质量流量对冷凝传热的影响 |
| 5.4.6 强化倍率 |
| 5.5 落塔实验结果 |
| 5.5.1 可视化分析 |
| 5.5.2 微重力对蒸气温度的影响 |
| 5.5.3 微重力对冷凝基底温度的影响 |
| 5.5.4 冷凝传热分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 不同重力条件下蒸气冷凝传热的数值研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数值模型 |
| 6.2.1 VOF模型 |
| 6.2.2 表面张力和壁面粘附模型 |
| 6.2.3 相变模型 |
| 6.2.4 边界条件及求解方法 |
| 6.3 数值模拟结果 |
| 6.3.1 重力对冷凝过程的影响 |
| 6.3.2 蒸气流速对冷凝传热的影响 |
| 6.3.3 重力大小对冷凝传热的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 本文研究工作总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 进一步研究的设想与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的主要学术成果 |
（8）钠冷快堆多模块蒸汽发生器的给水控制方法研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 直流式蒸汽发生器建模 |
| 2 给水控制计算模型 |
| 2.1 并联通道建模 |
| 2.2 给水泵组与给水调节阀建模 |
| 3 给水控制系统建立及仿真结果 |
| 3.1 给水控制系统设计 |
| 3.2 闭环瞬态计算结果及分析 |
| 4 结束语 |
（9）耦合一、二次侧换热的钠冷快堆直流蒸汽发生器热工水力特性数值研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 热工水力特性计算方法 |
| 1.2.2 局部热工水力数值研究 |
| 1.2.3 整体热工水力数值研究 |
| 1.3 本研究的提出 |
| 1.4 研究目标和内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 耦合热工水力计算模型 |
| 2.1 蒸汽发生器结构及耦合方法介绍 |
| 2.1.1 蒸汽发生器结构 |
| 2.1.2 耦合传热计算方法 |
| 2.2 一次侧控制方程 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.4 多孔介质模型 |
| 2.4.1 控制方程 |
| 2.4.2 阻力模型 |
| 2.4.3 传热模型 |
| 2.5 模型求解流程 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 模型建立及计算方法 |
| 3.1 物理建模 |
| 3.1.1 物理结构与建模策略 |
| 3.1.2 局部结构建模 |
| 3.1.3 整体建模 |
| 3.2 流体网格生成 |
| 3.2.1 支撑板与腔室网格 |
| 3.2.2 蒸汽发生器整体网格 |
| 3.2.3 网格敏感性分析 |
| 3.3 边界条件及计算方法 |
| 3.3.1 边界条件与材料物性 |
| 3.3.2 计算方法 |
| 3.4 计算的验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于精细网格的局部水力特性分析 |
| 4.1 管束支撑板数值模拟 |
| 4.1.1 支撑板压降特性 |
| 4.1.2 支撑板流域流动特性 |
| 4.2 一次侧出入口腔室数值模拟 |
| 4.2.1 入口腔室水力特性 |
| 4.2.2 出口腔室水力特性 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于多孔介质模型的整体热工水力特性分析 |
| 5.1 流场特性分析 |
| 5.2 压力场特性分析 |
| 5.3 耦合传热特性分析 |
| 5.3.1 额定工况传热特性研究 |
| 5.3.2 功率水平对传热特性的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读硕士学位期间发表论文目录 |
| B.作者在攻读硕士学位期间参与科研项目 |
| 致谢 |
（10）直管式直流蒸汽发生器蒸干及蒸干后传热数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 沸腾危机及直管式直流蒸汽发生器特点 |
| 1.3 直流蒸汽发生器热工水力特性研究现状 |
| 1.3.1 不同换热边界条件下蒸干研究 |
| 1.3.2 直流蒸汽发生器汽液两相流动与换热特性研究 |
| 1.3.3 沸腾传热恶化现象影响因素研究 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.4.1 论文选题思路 |
| 1.4.2 本文主要研究内容 |
| 第2章 直流蒸汽发生器流动与换热数学模型 |
| 2.1 流动沸腾传热过程 |
| 2.2 单相流动与换热数学模型 |
| 2.3 汽液两相流动与换热数学模型 |
| 2.3.1 核态沸腾区 |
| 2.3.2 液膜强制对流蒸发区 |
| 2.3.3 缺液区 |
| 2.4 封闭关联式 |
| 2.4.1 流场间相互作用 |
| 2.4.2 流场与壁面间的相互作用 |
| 2.4.3 蒸干标准的改进 |
| 2.4.4 表面张力模型 |
| 2.4.5 湍流模型 |
| 2.4.6 近壁区域处理方法 |
| 2.4.7 支撑板引起的阻力模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 不同边界条件下直流蒸汽发生器热工水力数值模拟 |
| 3.1 模型验证 |
| 3.1.1 基于第二类边界条件的模型验证 |
| 3.1.2 基于实际耦合换热边界的模型验证 |
| 3.2 基于拟合热流密度的热工水力特性研究 |
| 3.2.1 概述 |
| 3.2.2 二次侧物理模型、网格系统及边界条件 |
| 3.2.3 二次侧网格无关解验证 |
| 3.2.4 二次侧水力特性分析 |
| 3.2.5 二次侧传热特性分析 |
| 3.3 基于一、二次侧耦合换热的热工水力特性研究 |
| 3.3.1 概述 |
| 3.3.2 直流蒸汽发生器物理模型、网格系统及边界条件 |
| 3.3.3 直流蒸汽发生器水力特性分析 |
| 3.3.4 直流蒸汽发生器传热特性分析 |
| 3.4 缺液区偏离热力平衡现象研究 |
| 3.4.1 传热特性分析 |
| 3.4.2 偏离热力平衡程度的提出与应用 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 运行参数和支撑板对蒸干及蒸干后传热特性的影响 |
| 4.1 运行参数对蒸干及蒸干后传热的影响研究 |
| 4.1.1 质量流速的影响研究 |
| 4.1.2 热流密度的影响研究 |
| 4.1.3 压力的影响研究 |
| 4.1.4 入口过冷度的影响研究 |
| 4.2 支撑板对汽液两相流动和换热的影响研究 |
| 4.2.1 物理模型、网格系统及边界条件 |
| 4.2.2 考虑支撑板的网格无关解验证 |
| 4.2.3 支撑板对两相流动的影响 |
| 4.2.4 支撑板对流动沸腾传热的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 蒸干参数对蒸干及蒸干后传热的影响研究 |
| 5.1 基于欧拉-拉格朗日法的蒸干及蒸干后数学模型 |
| 5.1.1 连续蒸汽控制方程 |
| 5.1.2 离散液滴控制方程 |
| 5.1.3 流场间、流场与壁面间相互作用 |
| 5.1.4 计算策略 |
| 5.2 物理模型、网格系统及边界条件 |
| 5.3 蒸干参数对蒸干及蒸干后传热的影响研究 |
| 5.3.1 基于欧拉-拉格朗日法的模型验证 |
| 5.3.2 缺液区网格无关解验证 |
| 5.3.3 蒸干及蒸干后传热特性分析 |
| 5.3.4 有无液滴时的传热特性对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、固定边界与移动边界直流蒸汽发生器模型的比较（论文参考文献）
- [1]螺旋管式直流蒸汽发生器建模仿真与控制[J]. 张月,郑明光,马志才,吴建邦. 应用科技, 2020(06)
- [2]移动式动力装置热力系统建模与仿真[D]. 皇甫泽玉. 东南大学, 2020
- [3]一体化反应堆微沸腾自然循环运行特性研究[D]. 赵亚楠. 哈尔滨工程大学, 2020
- [4]板式直流蒸汽发生器半圆形直通道内流动换热特性研究[D]. 袁小菲. 北京交通大学, 2020(03)
- [5]多模块高温气冷堆核电站的建模和操作优化[D]. 羊城. 浙江大学, 2020(01)
- [6]循环超音速分离器的流体流动及实验性能研究[D]. 王荧光. 大连理工大学, 2019(06)
- [7]不同重力条件下蒸气冷凝过程及强化传热研究[D]. 张雷刚. 东南大学, 2019
- [8]钠冷快堆多模块蒸汽发生器的给水控制方法研究[J]. 张贤山,孙培伟. 自动化仪表, 2019(06)
- [9]耦合一、二次侧换热的钠冷快堆直流蒸汽发生器热工水力特性数值研究[D]. 王弘扬. 重庆大学, 2019(01)
- [10]直管式直流蒸汽发生器蒸干及蒸干后传热数值模拟[D]. 史建新. 哈尔滨工程大学, 2019