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螺旋管蒸汽发生器热工流体力学一维二维模型对比分析

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核动力工程 2004年第6期25卷 489-493,516页

作者：玉宇居怀明马昌文清华大学核能技术设计研究院北京100084

充分研究了国内、外对螺旋管蒸汽发生器内流动工质的热工水力特性所做的实验与理论研究,针对清华大学核能技术设计研究院建造的10MW高温气冷堆中所采用的小螺旋管式蒸汽发生器,提出了计算二维模型,并与一维模型计算结果及实验结果进行... 详细信息

充分研究了国内、外对螺旋管蒸汽发生器内流动工质的热工水力特性所做的实验与理论研究,针对清华大学核能技术设计研究院建造的10MW高温气冷堆中所采用的小螺旋管式蒸汽发生器,提出了计算二维模型,并与一维模型计算结果及实验结果进行了对比验证。一维模型方程简单,计算方便,但目前针对螺旋管,尤其是小螺旋管的结构关系式还不充分,需要根据实验进行修正;二维模型可以更好地模拟流场实际情况,直接采用直管结构关系式,计算误差在10%以内,动态计算结果较好地描述了功率等因素对系统稳定性的影响。

关键词：螺旋管蒸汽发生器热工流体一维模型二维模型

HTR-10蒸汽发生器试验回路及其水动力特性分析

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清华大学学报（自然科学版） 1996年第12期36卷 66-70页

作者：居怀明程序刘志勇清华大学核能技术设计研究院

１０ＭＷ高温气冷堆（ＨＴＲ－１０）蒸汽发生器的两相流动稳定性问题是设计中必须考虑的问题，文中分析了ＨＴＲ－１０蒸汽发生器恒热流和强迫循环一次热源的静态水动力特性。论述了用恒热流所得判别各类稳定性准则作为Ｈｅ加热的ＨＴ... 详细信息

１０ＭＷ高温气冷堆（ＨＴＲ－１０）蒸汽发生器的两相流动稳定性问题是设计中必须考虑的问题，文中分析了ＨＴＲ－１０蒸汽发生器恒热流和强迫循环一次热源的静态水动力特性。论述了用恒热流所得判别各类稳定性准则作为Ｈｅ加热的ＨＴＲ－１０蒸汽发生器设计依据是不足的。有必要进行Ｈｅ加热ＨＴＲ－１０蒸汽发生器工程模型两相流稳定性试验。还介绍了ＨＴＲ－１０蒸汽发生器工程模型试验回路及本体，以及在该试验回路上预期达到研究成果。

关键词：蒸汽发生器气冷堆高温试验回路水动力特性

10MW 高温气冷堆蒸汽发生器双管工程模拟实验装置

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核动力工程 1998年第1期19卷 15-20页

作者：居怀明刘志勇韩兵程序清华大学核能技术设计研究院

介绍了１０ＭＷ高温气冷堆（ＨＴＲ１０）蒸汽发生器双管工程模拟实验装置实验回路及主要实验设备的技术特征和主要技术指标。该实验装置用两根螺旋蒸发管作为实验本体，用高温氦气作为热源，全部采用全尺寸模拟。实验回路由氦气回路... 详细信息

介绍了１０ＭＷ高温气冷堆（ＨＴＲ１０）蒸汽发生器双管工程模拟实验装置实验回路及主要实验设备的技术特征和主要技术指标。该实验装置用两根螺旋蒸发管作为实验本体，用高温氦气作为热源，全部采用全尺寸模拟。实验回路由氦气回路、一次水回路、二次水回路组成。一次侧氦气的工作压力为３．０ＭＰａ，工作温度为６７０℃。二次侧蒸汽压力为４．０ＭＰａ，工作温度为４４０℃。该装置主要研究ＨＴＲ１０蒸汽发生器３０％负荷运行工况下的稳定性，研究各种参数对稳定性的影响，给出不稳定阈值，同时还研究水侧两相流动阻力及氦侧平均放热系数。由于该实验装置完全采用真实模拟，并考虑了一、二次侧流体在传热及两侧流动的耦合影响。

关键词：高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器模拟实验双管

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高温气冷堆螺旋管直流蒸汽发生器时域模型

清华大学学报（自然科学版） 2012年第2期52卷 238-242页

作者：朱宏晔居怀明段日强薄涵亮清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

螺旋管直流蒸汽发生器(SG)是高温气冷堆核电站的关键部件。为研究SG内氦气、水/蒸汽流动和换热的动态过程,该文建立了SG时域模型并编制了计算程序。其中,水/蒸汽两相流采用一维漂移流模型描述;氦气采用一维、可压缩流动模型描述;两侧流... 详细信息

螺旋管直流蒸汽发生器(SG)是高温气冷堆核电站的关键部件。为研究SG内氦气、水/蒸汽流动和换热的动态过程,该文建立了SG时域模型并编制了计算程序。其中,水/蒸汽两相流采用一维漂移流模型描述;氦气采用一维、可压缩流动模型描述;两侧流体与管壁的换热系数和流动阻力系数采用经验关系式计算。求解方法采用适用于动态、低速、可压缩流动的压力修正算法,以克服低Mach数造成的数值不稳定。采用此模型计算了THTR-300SG温度分布,计算结果与实验结果相比平均温度误差小于10℃。动态计算结果表明,此模型可以捕捉到规律的两相流脉动。利用此模型可以进行SG热工设计、不稳定性分析以及电站系统的工艺设计。

关键词：螺旋管蒸汽发生器漂移流模型压力修正算法

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200MW 核供热堆的非线性动态模型

核动力工程 1998年第4期19卷 312-319页

作者：张玉爱马昌文居怀明刘隆祉清华大学核能技术设计研究院

本文为２００ＭＷ核供热堆建立了一个用于大功率运行范围控制系统仿真的非线性动态模型。模型除了采用点中子动态方程、集中参数的慢化剂温度和燃料温度负反馈等压水堆控制系统常用的建模方法之外，为了使模型适用于大功率运行范围，还... 详细信息

本文为２００ＭＷ核供热堆建立了一个用于大功率运行范围控制系统仿真的非线性动态模型。模型除了采用点中子动态方程、集中参数的慢化剂温度和燃料温度负反馈等压水堆控制系统常用的建模方法之外，为了使模型适用于大功率运行范围，还重点考虑了主回路自然循环对堆芯内冷却剂和燃料棒之间的传热系数、主换热器换热系数、主回路时间常数的影响，以及二回路流量变化引入的非线性。仿真结果表明，模型具有较高的精度，可用于控制系统仿真。

关键词：核供热堆非线性动态模型控制系统仿真

高温气冷堆蒸发器工程验证实验回路蒸发器传热管流量调节特性研究

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原子能科学技术 2012年第B12期46卷 859-862页

作者：李晓伟吴莘馨居怀明清华大学核能与新能源技术研究院反应堆结构研究室北京100084

高温气冷堆蒸发器工程验证实验回路蒸发器传热管流量调节精度要求很高,电动阀门能否满足调节精度要求需分析和验证。在常温、常压测试回路上测量了电动阀门在不同开度下的阻力系数(性能曲线)和阀门的调节灵敏度,然后根据测量结果分析在... 详细信息

高温气冷堆蒸发器工程验证实验回路蒸发器传热管流量调节精度要求很高,电动阀门能否满足调节精度要求需分析和验证。在常温、常压测试回路上测量了电动阀门在不同开度下的阻力系数(性能曲线)和阀门的调节灵敏度,然后根据测量结果分析在实际运行工况下采用单阀门和双阀门的流量调节灵敏度。结果表明,单阀调节精度较低,最小步长对应的流量变化值约为2.4%。双阀可提高调节精度,固定阀门与可调阀门的节流比为5:1时,最小步长对应的流量变化值约为0.175%,且调节精度随节流比增加而提高。

关键词：高温气冷堆蒸发器流量阀门实验回路

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化学热管系统在高温堆上的应用

清华大学学报（自然科学版） 1995年第6期35卷 59-63页

作者：居怀明徐元辉钟大辛清华大学核能技术设计研究院

高温气冷堆产生的高温工艺热的应用研究是能源领域的课题之一。本文论述了利用甲烷水蒸汽的可逆反应的化学热管系统及其在高温气冷堆远距离输热方面的应用。报导了清华大学核能技术设计研究院设计的３．５ＭＷ化学热管系统。该系统用... 详细信息

高温气冷堆产生的高温工艺热的应用研究是能源领域的课题之一。本文论述了利用甲烷水蒸汽的可逆反应的化学热管系统及其在高温气冷堆远距离输热方面的应用。报导了清华大学核能技术设计研究院设计的３．５ＭＷ化学热管系统。该系统用ＣＨ４和水蒸汽作为重整工作对，采用二级甲烷化反应器。介绍了系统主要设备——Ｈｅ加热、热交换器型的重整器的结构设计。

关键词：化学热管高温重整器气冷堆热交换器