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斯特林冷端用异型弯曲水热管启动和传热性能试验研究
1
作者 王毅 张亚坤 +4 位作者 柴宝华 韩冶 薛松龄 杨斌 王晨龙 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期573-587,共15页
斯特林热电转换系统具有广阔的前景,能够高效地将反应堆中的热量转化为电能,是目前空间大功率项目中能源问题的优良解决方案。采用异型水热管作为斯特林冷端的余热排出部分有非常高的研究和应用价值。本试验的研究对象是用于斯特林冷端... 斯特林热电转换系统具有广阔的前景,能够高效地将反应堆中的热量转化为电能,是目前空间大功率项目中能源问题的优良解决方案。采用异型水热管作为斯特林冷端的余热排出部分有非常高的研究和应用价值。本试验的研究对象是用于斯特林冷端的异型弯曲水热管,进行了最佳充液量分析、逆重力倾角分析、启动和传热特性试验分析。试验确定了该样件的最佳充液量为130%理论充液量(35.0 g)。探究了热管在工作期间出现逆重力工况时能够正常运行的倾角范围,经试验得出结论:热管在75℃左右完全启动;在85、95、105、115、125℃工作温度下能够正常运行的逆重力倾角范围分别为0°~7°、0°~7°、0°~5°、0°~4°、0°~4°。传热特性试验中让热管在不同冷却条件(真空、纯Ar、50%Ar+50%He、纯He)下达到工作温度区间120~130℃,并取125℃左右时的传热功率为对比分析对象,对应结果分别为51.3、110.7、150.9、221.3 W。本研究验证了该热管的高导热性和高效性,对斯特林冷端用异型弯曲热管正式样件的设计和使用有重要的参考意义和借鉴价值。 展开更多
关键词 异型热管 完全启动温度 启动特性 逆重力 传热特性
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高温钠热管传热性能试验研究 被引量：13
2
作者 卫光仁 柴宝华 +5 位作者 韩冶 张亚坤 冯波 毕可明 杨斌 王晨龙 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1039-1046,共8页
为获得高温钠热管传热性能,开展真空条件下钠热管启动性能和等温性能试验,获得了钠热管真空条件下启动速度与等温性能数据;开展强制冷却工况条件下传热性能试验,获得了钠热管声速限特性与试验工况下的最大传热功率。经试验验证,所研制... 为获得高温钠热管传热性能,开展真空条件下钠热管启动性能和等温性能试验,获得了钠热管真空条件下启动速度与等温性能数据;开展强制冷却工况条件下传热性能试验,获得了钠热管声速限特性与试验工况下的最大传热功率。经试验验证,所研制高温钠热管在真空条件下,580℃时完全启动,启动用时20 min,轴向壁面温差低于11℃,等温性能良好;钠热管传热功率在工作温度为500~650℃时受声速极限限制,在650℃以上受携带极限限制;在750℃和850℃时,测得热管最大散热功率分别为4.78 kW与8.02 kW,对应的最大轴向热流密度分别为1.51 kW/cm^(2)与2.53 kW/cm^(2)。试验结果表明,所研制钠热管具有较强传热能力,可满足热管式核反应堆等工程应用需求。 展开更多
关键词 钠热管 高温热管 声速极限 热管式核反应堆
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非能动余热排出系统敏感性分析 被引量：2
3
作者 张往锁 曹夏昕 曹建华 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期409-415,共7页
以中国改进型压水堆核电站CPR1000为研究对象,在其蒸汽发生器二次侧设计了一套非能动余热排出系统(PRHRS),该系统采用在蒸汽发生器二次侧建立自然循环的方式间接带走堆芯余热,确保事故条件下堆芯安全。用RELAP5/MOD3.2程序对系统进行了... 以中国改进型压水堆核电站CPR1000为研究对象,在其蒸汽发生器二次侧设计了一套非能动余热排出系统(PRHRS),该系统采用在蒸汽发生器二次侧建立自然循环的方式间接带走堆芯余热,确保事故条件下堆芯安全。用RELAP5/MOD3.2程序对系统进行了合理的简化并建模,在全场断电(SBO)事故条件下模拟了PRHRS的瞬态响应过程,并对高位水箱的容积、PRHRS换热器的换热面积、冷热中心高度差以及PRHRS的投入时间等影响PRHRS工作特性的相关参数进行了敏感性分析。计算结果表明:增加高位水箱的容积和增大换热面积均有助于二次侧余热排出系统带走一回路的堆芯余热;降低冷热中心高度差对PRHRS的自然循环能力影响不大;余热排出系统投入时间越早,蒸汽发生器二次侧水位越高,越有利于一次侧余热的排出。 展开更多
关键词 CPR1000 非能动余热排除系统 RELAP5 MOD3 2 全厂断电 敏感性
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中温热管工质选型与试验研究 被引量：5
4
作者 韩冶 柴宝华 +5 位作者 王泽鸣 张德楼 卫光仁 冯波 龙俞伊 薛松龄 《科技创新导报》 2019年第13期101-103,105,共4页
为选择适用于500~700K中温热管的工质,开展了中温热管工质选型研究。通过分析国内外研究情况与材料物性分析,得出碱金属单质铯及铷较为适合非重力环境使用。对三根不同规格碱金属工质中温热管开展启动与升温试验研究,得到所研制中温热... 为选择适用于500~700K中温热管的工质,开展了中温热管工质选型研究。通过分析国内外研究情况与材料物性分析,得出碱金属单质铯及铷较为适合非重力环境使用。对三根不同规格碱金属工质中温热管开展启动与升温试验研究,得到所研制中温热管的启动温度约500K,在500~700K温度范围内能够稳定升温并正常工作。 展开更多
关键词 中温热管 热管工质 热管启动试验
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复杂结构节流件非等温单相水阻力特性实验研究 被引量：1
5
作者 马俊 卓文彬 陈炳德 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期107-110,共4页
采用理论推导和实验研究相结合的方法对非等温条件下的节流件阻力特性进行了研究。实验参数范围为:流量1.5～33kg/h,进口温度20～70℃,压力1.8～2.4MPa。通过研究节数、喉部直径以及温度、压力、流量和外部热源等参数对节流件阻力特性... 采用理论推导和实验研究相结合的方法对非等温条件下的节流件阻力特性进行了研究。实验参数范围为:流量1.5～33kg/h,进口温度20～70℃,压力1.8～2.4MPa。通过研究节数、喉部直径以及温度、压力、流量和外部热源等参数对节流件阻力特性的影响,获得了计算节流件阻力的经验关系式。研究结果表明:节数、喉部直径和流量、温度等参数对节流件阻力特性的影响较大。入口温度相同时,外界热量的流入对节流件阻力影响较大,节流件进出口温升越大,阻力越小。 展开更多
关键词 节流件 阻力特性 非等温条件
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流体动压型核主泵机械密封腔内流动与传热研究 被引量：7
6
作者 向先保 杨全超 +1 位作者 文学 郑嘉榕 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期177-181,共5页
为研究某型号流体动压型核主泵机械密封流场和温度场的分布规律,使用Pro/E软件建立了机械密封环及密封腔的三维实体模型。采用k-ε湍流模型,基于ANSYS Fluent软件求解了纳维-斯托克斯(N-S)方程和能量方程。研究了密封环生热与密封腔散... 为研究某型号流体动压型核主泵机械密封流场和温度场的分布规律,使用Pro/E软件建立了机械密封环及密封腔的三维实体模型。采用k-ε湍流模型,基于ANSYS Fluent软件求解了纳维-斯托克斯(N-S)方程和能量方程。研究了密封环生热与密封腔散热的规律。分析了流体流动与温度变化趋势。结果表明:该型核主泵机械密封的压力以密封端面为界,分为高压区和低压区。在密封端面液膜压力由外径到内径逐渐降低。最高温度出现在密封端面处,由密封端面向外温度逐渐降低。液膜粘性剪切热通过密封环的热传导及腔内流体的对流换热作用而带走。机械密封的泵送环强化了端面热量的散失。 展开更多
关键词 核主泵 流体动压型机械密封 流场 温度场 泵送环
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不同热源功率下高温钠热管启动特性试验研究
7
作者 张亚坤 王毅 +6 位作者 阎鑫 柴宝华 韩冶 杨斌 宋旭 王晨龙 王泽鸣 《核科学与工程》 2025年第5期901-908,共8页
研究了在不同工况下钠热管启动特性。试验结果表明,钠热管在421.8℃开始启动,与理论启动温度相差2.9℃,随着工作温度升高,等温性能变好,当量导热系数增大。热管在热源功率为1.0 kW、1.5 kW、2.0 kW、2.5 kW、3.0 kW、3.5 kW和4.0 kW条... 研究了在不同工况下钠热管启动特性。试验结果表明,钠热管在421.8℃开始启动,与理论启动温度相差2.9℃,随着工作温度升高,等温性能变好,当量导热系数增大。热管在热源功率为1.0 kW、1.5 kW、2.0 kW、2.5 kW、3.0 kW、3.5 kW和4.0 kW条件下分别从冷动态开始启动,启动时间分别为108.0 min、22.5 min、13.7 min、9.7 min、8.3 min、7.0 min和6.5 min,稳定后冷凝段平均温度分别为472.8℃、519.0℃、576.0℃、623.6℃、675.8℃、707.4℃和734.7℃。试验得到不同工作温度下辐射散热功率与温度展平性能。热管启动稳定后突然提升热源功率,热管启动响应迅速。通过降低热源输入功率逐步实现热管冷冻,得到再启动特性。为有高温热管使用需求的项目提供启动响应特性试验数据支撑,对高温环境下实现热量高效传输具有重要意义。 展开更多
关键词 高温热管 启动 变工况 冷冻 再启动
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