热流密度对低压低干度两相流自然循环稳定性的影响实验研究

本文主要探讨了热流密度对低干度两相流自然循环稳定性的影响，研究是在清华大学核能技术设计研究院的200MW供热堆实验回路(HRTL-20Q)上进行的。实验参数涵盖了宽泛的范围，包括压力1.0-4.5MPa，加热功率27-190kW，入口欠热度5-80℃，以及加热段出口质量含汽率小于5%的条件，这些参数涵盖了实际运行中的200MW供热堆工况。研究的核心内容聚焦于加热功率对循环流量、流量相对振幅以及流量振荡周期的影响。 随着加热功率的提升，实验结果显示流量呈现出非线性增长的趋势。这表明在低干度条件下，两相流自然循环系统的流量响应并非简单的线性关系，而是受加热功率显著影响。振荡周期随加热功率增大而逐渐缩短，这意味着系统在更高功率下可能经历更快速的波动。然而，值得注意的是，尽管加热功率增加，最大流量相对振幅的变化却相对较小，说明系统在功率变化时对流量波动的抑制能力相对稳定。 另外，研究发现流量振荡的发生范围在冷却剂入口欠热度上有所移动，即当欠热度增大时，更容易触发流量振荡现象。这可能与系统在高欠热度下的热力不稳定性有关，需要进一步分析以优化系统的稳定运行条件。 文章的关键词包括“自然循环”、“两相流”和“稳定性”，强调了该研究对于理解在低压、低干度环境下两相流系统流动特性的关键作用。由于200MW低温核供热反应堆的设计特点，如较低的压力和微沸腾运行工况，使得这类系统的流动特性研究尤为关键，有助于为反应堆设计和安全分析提供实验依据。 实验设备方面，HRTL-200实验系统是一个综合性的平台，包含主回路、二次回路、辅助回路、电源系统和测量控制系统。它具备进行自然循环和强迫循环实验的能力，能够精确控制压力、温度、流量和电功率等参数，为深入研究提供了精确的数据支持。 这篇论文通过对HRTL-200实验装置的研究，为理解并改进低压、低干度两相流自然循环系统的稳定性和性能提供了宝贵的数据和理论依据，对核能领域的设计和安全评估具有重要意义。