非能动余热排出热交换器的数值模拟与设计研究.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 ／当整个系统的动力装置由于意外事故而停止工作时，快速、安全地将大量的余热 排出系统之外是非能动余热排出热交换器的重要任务，也是保证系统核动力装置能够 安全运行的重要条件。自上个世纪以来，非能动余热排出热交换器已得到深入的研究 并广泛应用于工业上，尤其是航空航天、化工、核电厂，航海等许多领域，因此，对 其作一些理论与数值模拟研究具有重要意义。<产～ 非能动余热排出热交换器的工作原理是通过冷却水的自然对流将系统内部水蒸汽 释放的热量排出系统之外。本文在参考文献的基础上，根据已有的余热排出热交换器 的结构进行几何建模，对大空间的竖直管壁附近流场进行理论分析并建立冷却水的自 然对流数学模型。通过计算分析发现，热交换器内的自然对流相当强烈，且当蒸汽通 过余热排出热交换器的管程向冷却水传递热量时效果更显著，此外，需要改进换热器 原有的结构以达到尽量减少流动死区和强化换热的目的。 ／本文还建立了蒸汽侧两相流的数学模型，对管内蒸汽两相流动进行了数学模拟， 两相流动过程中的流场分布进行了后处理，分析讨论了流体与壁面换热系数的变化以 及壁面摩擦压降对两相流传热的影响。 根据蒸汽侧两相流和海水测自然对流计算结果，结合工程计算技术对换热器进行 设计计算，并和原有热交换器的设计进行比较，验证数值模拟结果的正确性。 非能动余热排出熟交换器几何建模，网格划分及计算结果后处理都是借助于大型 通用计算流体力学软件FLUENT6．0实现的。在运用软件实体模型进行数值模拟过程 中，所用的软件及相关的知识也作了较为详尽的论述。 最后，本文对非能动余热排出热交换器的设计及其数学模拟研究从理论上到实践 上都提出了几点建议。0，一 ，一、一。 A／厂 n 关键字t非能动余热排出热交换器i两相流f自然对流i数值模拟》迅塑壁垄黟 知识水坝@damdoc 华中科技大学硕士学位论文 Abstract the of ResidualHeatRemoval is For Passive Exchanger(PRHRE)，itvery design to out thathow theresidualheatofthe heat in power plant important discharge by exchanger ofnatural circuitwhentheentire isshut the convection electricityofpower off,and way plant all to in itisalso factorforthe work hasbeenstudied important powerplant safety．PRHRE the and in