豎管外含不凝性氣體蒸汽冷凝傳熱特性研究.pdf

1、部分新一代的反應堆采用非能動安全殼冷卻系統(tǒng)(PCCS)，此系統(tǒng)可以不使用外部動力，依靠事故工況時熱管段與冷管段形成的密度差作為循環(huán)驅動力，來持續(xù)導出安全殼內的熱量，保證事故條件下安全殼內壓力溫度不超限定值。此系統(tǒng)利用蒸汽在換熱器表面的凝結來導出安全殼內熱量，但由于安全殼內存在大量空氣等不凝性氣體，相對純蒸汽冷凝傳熱，不凝性氣體的存在會使蒸汽的冷凝傳熱能力下降，相應的傳熱機理也變得復雜。對豎直管管外含有不凝性氣體蒸汽的冷凝傳熱特性進行深入

2、研究，將為研制安全可靠的PCCS創(chuàng)造必要條件。
　　基于上述目的，本文針對PCCS條件下含不凝性氣體蒸汽冷凝的傳熱特性進行實驗、理論模型及數(shù)值分析，完善已有研究的不足，提供更準確的冷凝傳熱預測方法，更深入的認識蒸汽冷凝傳熱的機理，為相關科學研究與工程應用提供參考。本文主要工作如下：
　　進行含不凝性氣體的蒸汽冷凝傳熱實驗研究，通過對實驗裝置內部混合氣體不同空間位置的溫度測量，確認不凝性氣體在混合空間內是否有分層現(xiàn)象的發(fā)生。調

3、節(jié)實驗過程中冷卻水的參數(shù)，實現(xiàn)對冷凝傳熱過程中壁面過冷度的研究，并以此為基礎，進一步對混合氣體壓力、不凝性氣體質量含量等其他參數(shù)的影響進行分析，嘗試在機理方面對相應規(guī)律進行解釋，最終得到適用范圍更廣預測精度更高的實驗關聯(lián)式。對冷卻管管內冷卻水發(fā)生自然循環(huán)工況時（管內發(fā)生相變）的蒸汽冷凝傳熱特性進行實驗研究，探討低壁面過冷度條件下的蒸汽冷凝傳熱特性，對冷凝傳熱過程進行更深入的認識與探索，在研究各參數(shù)的基礎上得到相關的經驗關聯(lián)式。
　

4、　基于含不凝性氣體蒸汽冷凝傳熱的擴散邊界層理論預測模型，結合相關假設，建立一套完整的計算冷凝傳熱的預測模型，以此對本文實驗以及相關經典實驗工況進行理論預測，在驗證模型預測結果精確度的同時，通過所建立的理論對冷凝過程中的凝結熱阻、對流熱阻以及液膜熱阻等傳熱傳質過程進行探索分析，嘗試對冷凝過程的微觀現(xiàn)象進行更深入的解釋。
　　結合所得到的實驗關聯(lián)式，建立相關的數(shù)值計算程序，從數(shù)值計算的角度實現(xiàn)對含空氣蒸汽冷凝傳熱的模擬，通過對相關實驗