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一种用于高温气冷堆换热装置温度分布的分析方法及系统制造方法及图纸

技术编号:40020199 阅读:19 留言:0更新日期:2024-01-16 16:38
本发明专利技术公开一种用于高温气冷堆换热装置温度分布的分析方法及系统,其中方法包括:建立螺旋管式换热装置的壳侧二维轴对称几何模型;对二维轴对称几何模型进行流体域网格划分;设定壳侧边界条件;建立螺旋管式换热装置的管侧一维物理模型并设定管侧边界条件;初始化壳侧、管侧流场及温度场;计算管侧工质物性及对流换热系数;将管侧流体温度及对流换热系数作为动态边界条件,对壳侧、管侧流场及温度场进行耦合计算,获得壳侧、管侧温度参数分布。本发明专利技术通过对壳侧、管侧分别进行二维与一维简化,兼顾了计算机实现可行性与建模操作的通用性,在计算机能够承受的计算能力下实现对螺旋管式换热装置的整体仿真计算。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高温气冷堆,特别涉及一种用于高温气冷堆换热装置温度分布的分析方法及系统


技术介绍

1、高温气冷堆作为第四代先进核能系统之一,具有固有安全、连续不间断换料、温度高、发电效率高、高温工艺热应用等诸多优点。螺旋管式直流蒸汽发生器或中间换热器是高温气冷堆的关键设备,不仅是一回路压力边界,同时也是壳侧、管侧(螺旋管内)热量交换的枢纽。当高温气冷堆用于发电时,高温氦气在螺旋管式直流蒸汽发生器壳侧流动,将堆芯裂变热以对流传热形式传递给管侧(螺旋管内)的水并将其加热至过热蒸汽,过热蒸汽推动汽轮机发电。当高温气冷堆用于工艺热(比如高温制氢)时,高温氦气在螺旋管式中间换热器壳侧流动,将堆芯裂变热以对流传热形式传递给管侧(螺旋管内)的氦气,管侧(螺旋管内)高温氦气通往工艺热用户设备。

2、传统的压水堆倒u形管式自然循环饱和蒸汽发生器运行温度远低于材料蠕变温度,并且管侧(螺旋管内)处于饱和温度且传热管两侧(壳侧、管侧)温差很小,蒸汽发生器管束内的温度分布不均匀性非常小。高温气冷堆运行温度高,远超金属材料的蠕变温度,材料许用应力将随温度升高急剧下降。高温本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于高温气冷堆换热装置温度分布的分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的用于高温气冷堆换热装置温度分布的分析方法,其特征在于,建立螺旋管式换热装置的壳侧二维轴对称几何模型具体如下:

3.根据权利要求2所述的用于高温气冷堆换热装置温度分布的分析方法,其特征在于,螺旋管式换热装置包括蒸汽发生器和中间换热器。

4.根据权利要求3所述的用于高温气冷堆换热装置温度分布的分析方法,其特征在于,壳侧边界条件包括壳侧氦气进口参数,壳侧氦气进口参数包括进口质量流量或进口速度,进口温度和进口压力。

5.根据权利要求4所述的用于高温...

【技术特征摘要】

1.一种用于高温气冷堆换热装置温度分布的分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的用于高温气冷堆换热装置温度分布的分析方法,其特征在于,建立螺旋管式换热装置的壳侧二维轴对称几何模型具体如下:

3.根据权利要求2所述的用于高温气冷堆换热装置温度分布的分析方法,其特征在于,螺旋管式换热装置包括蒸汽发生器和中间换热器。

4.根据权利要求3所述的用于高温气冷堆换热装置温度分布的分析方法,其特征在于,壳侧边界条件包括壳侧氦气进口参数,壳侧氦气进口参数包括进口质量流量或进口速度,进口温度和进口压力。

5.根据权利要求4所述的用于高温气冷堆换热装置温度分布的分析方法,其特征在于,建立螺旋管式换热装置的管侧一维物理模型包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的用于高温气冷堆换热装置温度分布的分析方法,其特征在于,管侧边界条件包括管侧介质进口参数,管侧介质进口参数包括质量流量或进口速度,进口温度,进口压力和管圈壁面条件。

7.根据权利要求6所述的用于高温气冷堆换热装置温度分布的分析方法,其特征在于,根据螺旋管式换热装置壳侧、管侧的边界条件,初始化壳侧、管侧流场及温度场具体如下:

8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:李晓伟吴莘馨张作义董玉杰秦亥琦
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:

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