自然循環(huán)鉛合金冷卻反應(yīng)堆具有良好的中子、熱工水力性能和固有安全特性,已成為第四代核能系統(tǒng)發(fā)展與研究的方向。主換熱器是鉛合金冷卻反應(yīng)堆中關(guān)鍵的熱傳輸設(shè)備,同時也是防止一回路放射性冷卻劑外逸的一道安全屏障,此外,換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性也將直接影響反應(yīng)堆安全性及經(jīng)濟(jì)性。本文在對國內(nèi)外換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分調(diào)研基礎(chǔ)上,選擇了一種適用于自然循環(huán)鉛合金冷卻反應(yīng)堆的主換熱器方案,并采用性能評價指標(biāo)對其主換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行熱工水力分析及優(yōu)化。 自然循環(huán)鉛合金冷卻反應(yīng)堆的主換熱器在設(shè)計(jì)過程中綜合考慮了可行性、安全性及經(jīng)濟(jì)性,采用管殼式結(jié)構(gòu)方案,并采用直管、雙層管作為換熱管,該設(shè)計(jì)方案不但可以滿足一回路自然循環(huán)的需求,同時也可降低換熱管破口事故發(fā)生的概率。主換熱器主要由管束、壓力腔室、排放室、中心下降管、殼體、屏蔽部件等組成。 雙層管間的接觸熱阻是影響換熱器傳熱性能的重要因素,第三章主要研究了接觸熱阻對換熱器傳熱性能的影響作用,從材料、公差配合度、粗糙度對接觸熱阻及主換熱器傳熱性能的影響進(jìn)行了分析研究,最后提出雙層管加工優(yōu)化方案。研究表明：雙層管采用316L不銹鋼,加工時配合公差選取IT6等級,表面粗糙度...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 核能利用現(xiàn)狀及發(fā)展簡介
        1.1.2 液態(tài)重金屬反應(yīng)堆介紹
    1.2 發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 液態(tài)重金屬反應(yīng)堆發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 鉛合金冷卻反應(yīng)堆主換熱器研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目的和意義
    1.4 論文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
第二章 主換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)方案概述
    2.2 主換熱器設(shè)計(jì)方案選擇
        2.2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)與原則
        2.2.2 方案選擇說明
            2.2.2.1 材料選擇
            2.2.2.2 冷卻劑流動方式選擇
            2.2.2.3 管束結(jié)構(gòu)及排列方式選擇
            2.2.2.4 冷卻劑物性參數(shù)查取
            2.2.2.5 方案確定
    2.3 主換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算
        2.3.1 設(shè)計(jì)過程
        2.3.2 傳熱計(jì)算
        2.3.3 對流換熱系數(shù)計(jì)算
        2.3.4 單相流壓降計(jì)算
        2.3.5 局部壓降計(jì)算
    2.4 主換熱器方案與參數(shù)確定
        2.4.1 初步結(jié)構(gòu)參數(shù)確定
        2.4.2 管束及管板
        2.4.3 中心下降管
        2.4.4 排放室與壓力腔室
        2.4.5 殼側(cè)進(jìn)出口窗及導(dǎo)流筒
        2.4.6 屏蔽部件與保護(hù)套筒
    2.5 小結(jié)
第三章 雙層管接觸熱阻研究及優(yōu)化方案
    3.1 接觸熱阻及計(jì)算模型介紹
        3.1.1 接觸熱阻介紹
        3.1.2 復(fù)合圓筒體接觸熱阻模型介紹
            3.1.2.1 數(shù)學(xué)模型
            3.1.2.2 接觸熱阻經(jīng)驗(yàn)式
            3.1.2.3 交界面上的徑向位移與接觸壓力計(jì)算
    3.2 接觸熱阻的影響因素分析
        3.2.1 溫度及材料對接觸熱阻的影響
        3.2.2 公差配合度對接觸熱阻的影響
        3.2.3 表面粗糙度對接觸熱阻的影響
    3.3 雙層管加工方案的優(yōu)化
        3.3.1 材料選擇
        3.3.2 公差配合度優(yōu)化
        3.3.3 表面粗糙度優(yōu)化
    3.4 小結(jié)
第四章 主換熱器性能評價及熱工水力分析
    4.1 換熱器性能評價標(biāo)準(zhǔn)
        4.1.1 JF因子
        4.1.2 貢獻(xiàn)比CR
        4.1.3 成本-效益比CER
    4.2 主換熱器性能影響因素研究
        4.2.1 長度對換熱器性能影響
        4.2.2 外徑對換熱器性能影響
        4.2.3 壁厚對換熱器性能的影響
        4.2.4 間距對換熱器性能影響
    4.3 主換熱器幾何尺寸優(yōu)化
        4.3.1 綜合性能優(yōu)化
        4.3.2 整體性能優(yōu)化
        4.3.3 優(yōu)化方案對比分析
    4.4 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與獲獎情況



本文編號：4055509