给蒸汽锅炉做的内部混合试验
蒸汽锅炉在工业生产和日常生活中发挥着重要作用,在运行过程中,内部混合试验对锅炉的安全、高效运行具有不可忽视的影响。
在压水堆中产生的混合现象,主要强调的复杂问题是:耦合浸入表面技术、块网格细化网格划分方式的鲁棒性,模拟结果与美国核管理委员会获得的仿真数据进行系列对比。
当发生压水堆事故时,蒸汽锅炉管道中的热应力可能增加,在压水式反应堆中,蒸汽锅炉的作用就是将热量从一次回路中排放至二次回路内,热水来自反应堆堆芯,并分布在SG的U形管间,由来自二次回路的主给水冷却,一旦一次回路水被冷却完成后,就会再次被动进入核芯。
蒸汽锅炉高度可达22m,重量可达800t,其中,包含3000个到16000个U型管。因结构复杂,对内部流动进行精确的CFD模拟比较少见,多数情况下,都是通过降低U形管的布置数量,简化步骤。
美国核管理委员会曾开展过相关研究,为获得压水堆出现严重事故时,热水力学条件,采用CFD预测入口集气室混合。为成功验证TransAT中的计算结果,使用与相同的物理模型和计算条件进行试验。
通过内部混合试验,可以优化蒸汽锅炉的燃烧过程,使燃料与空气充分混合,提高燃烧效率,并提高蒸汽锅炉的热效率。
内部混合试验可以帮助调整蒸汽锅炉的燃烧工况,减少不完全燃烧和过量空气系数。
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