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SMW 197376傳感器

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流體流動(dòng)過(guò)程中,流道內(nèi)兩個(gè)流通截面間流體靜壓的變化。它包括沿程摩擦壓降(簡(jiǎn)稱(chēng)摩擦壓降)Δpf、重力壓降Δpel、加速壓降Δpa和局部形阻壓降Δpc,即流動(dòng)壓降Δp=Δpf+Δpel+Δpa+Δpc。

摩擦壓降 沿通道流動(dòng)的流體與壁面摩擦引起的壓力損失。摩擦壓降通常采用下述公式計(jì)算: Δpf=fLρv2/(2de)=fLG2/(2deρ),式中L和de分別為通道的長(zhǎng)度和當(dāng)量直徑,m;ρ、v和G分別為流體的密度(kg/m)、流速(m/s)和質(zhì)量流速〔kg/(m·s)〕;Δpf的單位為Pa。f為摩擦因數(shù),它與流體的流動(dòng)性質(zhì)(層流或湍流)、流動(dòng)狀態(tài)、受熱情況(等溫或非等溫)、通道的幾何形狀、表面粗糙度等因素有關(guān)。表中給出了各種不同情況的摩擦因數(shù)計(jì)算公式。

管道摩擦因數(shù)與Re及相對(duì)粗糙度的關(guān)系表

流 動(dòng) 性 質(zhì)

摩 阻 區(qū)

條 件

判 別 式

摩擦系數(shù)f計(jì)算公式

層流

層流摩阻區(qū)

Re<2300

=任意值

f=64/Re

湍流

光滑摩阻區(qū)

Re=3000-10

Re<10

f=0.3164/Re0.25

阻力平方區(qū)

Re<10

Re>500

f=[1.74+2lg[de/(2k)]]-2

表中k是管道表面的粗糙度,對(duì)于新拉制的銅、鋁、塑料和玻璃管,k=0.0015~0.01mm;對(duì)于冷拔、熱拉和軋制的新無(wú)縫鋼管,k=0.05~0.10mm;對(duì)于新的涂瀝青或不涂瀝青的鑄鐵管,k=0.10~0.25mm;對(duì)于新的抹光的混凝土管,k<0.15mm。

對(duì)于非等溫湍流情況,按表求得的等溫摩擦因數(shù)f還應(yīng)乘以一個(gè)修正因子,如(μw/μf)0.6。上述因子適用于10~14MPa的水,其中μw、μf分別為按壁溫取值的水黏度和按主流平均溫度取值的水黏度。

重力壓降 亦稱(chēng)提升壓降, 是通道不同高度處流體位能不同引起的靜壓變化。 其計(jì)算公式為Δpel=g(z2-z1),式中z1、z2分別為截面1和2位置的垂直標(biāo)高,m;為流體密度沿通道平均值,kg/m。如果流體流動(dòng)為兩相流,則流體密度應(yīng)取兩相流體平均密度tp。對(duì)該量,常用公式tp=ρgs+(1-)ρfs來(lái)計(jì)算,式中ρfs和ρgs為飽和水和汽的密度,為流體空泡份額沿通道的平均值。

加速壓降 由于流體的密度或速度變化而產(chǎn)生的壓降。其表達(dá)式為Δpa=。在流通截面發(fā)生變化的局部區(qū)域,可認(rèn)為密度近似不變,只有速度發(fā)生變化。此時(shí)產(chǎn)生的壓降稱(chēng)為局部和加速壓降Δpa,c。由前式可得Δpa,c=ρvdv=ρ(v22-v21)/2。在流道截面不變的情況下,沿流道質(zhì)量流速保持不變,在這種情況下得到的加速壓降為Δpa,b=Gdv=G(v2-v1)=G2。當(dāng)兩相流體流動(dòng)時(shí),ρ1、ρ2可由兩相流體密度公式求出。當(dāng)單相液體流動(dòng)時(shí),由于密度的變化不大,因此,經(jīng)常可以忽略純液相流動(dòng)區(qū)的沿程加速壓降。

形阻壓降 系統(tǒng)內(nèi)局部區(qū)域的流體運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化或流道形狀改變引起的壓降。例如流體通過(guò)閥門(mén)、彎頭和格架等部件時(shí)的壓降。其計(jì)算公式為Δpc=Kcρv2/2,式中Kc為局部形阻因數(shù),由實(shí)驗(yàn)測(cè)定,可在有關(guān)的阻力手冊(cè)等工具書(shū)中查到。但必須指出,Kc是對(duì)應(yīng)于各有關(guān)局部位置的某一速度v而言的。因此在選用Kc時(shí),應(yīng)注意它與速度v間的關(guān)系,如對(duì)于求流道截面突擴(kuò)或突縮處的壓降情況,流速一般取小截面處的數(shù)值,但此時(shí)按前式算得的局部形阻壓降Δpc不等于總局部壓降ΣΔpc,還應(yīng)計(jì)入局部加速壓降 Δpa,c 。

壓水堆壓力容器內(nèi)除燃料組件及其相關(guān)組件以外的所有其他構(gòu)件,包括堆芯上部支承構(gòu)件、堆芯下部支承構(gòu)件、堆芯測(cè)量支承結(jié)構(gòu)。

中文名

堆內(nèi)構(gòu)件

外文名

reactor internals

功能

①可靠地支承、壓緊和準(zhǔn)確地定位燃料組件及其相關(guān)組件;②為控制棒提升和下降提供導(dǎo)向,在事故工況下保證控制組件快速插入堆芯;③提供冷卻劑流道,引導(dǎo)冷卻劑進(jìn)入堆芯,限制旁通流量和減少泄漏量;④合理分配進(jìn)入堆芯的冷卻劑流量;⑤降低反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)表面所遭受的快中子注量;⑥為堆芯測(cè)量(包括溫度測(cè)量和中子注量率測(cè)量)部件提供支承和導(dǎo)向;⑦支承和固定反應(yīng)堆壓力容器材料輻照監(jiān)督裝置。

設(shè)計(jì)要求

堆內(nèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)要滿足堆芯核設(shè)計(jì)、熱工水力、力學(xué)性能和變形等準(zhǔn)則的要求。按反應(yīng)堆設(shè)計(jì)參數(shù)確定堆芯幾何形狀,實(shí)現(xiàn)燃料組件及其相關(guān)組件的合理布置,使占總流量90%以上的冷卻劑進(jìn)入堆芯,并在堆芯中具有合理的流量分布,避免滯流區(qū)和產(chǎn)生強(qiáng)烈的流致振動(dòng)。對(duì)堆內(nèi)構(gòu)件中所有的螺釘、螺母、定位銷(xiāo)等連接件,均需采取可靠的防松措施。在堆外設(shè)置松動(dòng)件監(jiān)測(cè)系統(tǒng),以便隨時(shí)監(jiān)測(cè)堆內(nèi)構(gòu)件中的連接件是否松動(dòng)或脫落。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須做到:在裝換料和反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)表面在役檢查時(shí),能進(jìn)行整體吊裝,并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離安全吊裝。堆內(nèi)構(gòu)件的對(duì)中裝配,應(yīng)滿足控制棒驅(qū)動(dòng)線的對(duì)中要求。控制棒導(dǎo)向組件應(yīng)在冷、熱態(tài)驅(qū)動(dòng)線靜、動(dòng)水試驗(yàn)中驗(yàn)證其可行性和可靠性。堆內(nèi)構(gòu)件主體材料為奧氏體不銹鋼,部分材料為鎳基合金。

堆芯上部支承構(gòu)件

由壓緊板、支承筒、導(dǎo)向筒、堆芯上板、熱電偶接線柱和壓緊彈性環(huán)等構(gòu)成。支承筒上端與壓緊板、下端與堆芯上板構(gòu)成剛性結(jié)構(gòu)。導(dǎo)向筒是使控制棒插入堆芯的導(dǎo)向組件,其上部由一定數(shù)量的具有與控制組件相同形狀的開(kāi)孔法蘭和方筒組成。下部由若干根C形管和雙孔管通過(guò)法蘭焊接在一起。上下兩部分由中間法蘭連接成整體。堆芯上板上設(shè)有燃料組件定位銷(xiāo)和為導(dǎo)向筒定位的銷(xiāo)孔。在吊籃法蘭與壓緊板之間裝有Z形壓緊彈性環(huán)。當(dāng)壓力容器頂蓋螺栓擰緊后,壓緊彈性環(huán)受到壓縮,以壓緊吊籃法蘭,同時(shí)通過(guò)堆芯上部支承構(gòu)件,將堆芯中所有的燃料組件壓緊,并補(bǔ)償熱態(tài)時(shí)熱膨脹引起的軸向差值。

堆芯下部支承構(gòu)件

由吊籃、圍板、下柵格組件和堆芯下部輔助支承構(gòu)成。吊籃上法蘭置于反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)支承臺(tái)肩上,承受堆芯的全部重量,并通過(guò)四個(gè)均布的定位鍵與壓力容器筒體、頂蓋及上部支承構(gòu)件定位,保證反應(yīng)堆驅(qū)動(dòng)線孔系的對(duì)中。吊籃筒體上配有出水接管與壓力容器的出水管密封環(huán)匹配,利用壓力容器和吊籃不同材料的熱膨脹差而達(dá)到熱態(tài)密封。下柵格組件由吊籃底板、流量分配板、堆芯下板和支承柱組成。在堆芯下板上設(shè)有燃料組件準(zhǔn)確定位用的定位銷(xiāo)和一定數(shù)量的中子注量率測(cè)量管的孔道。在堆芯的外圍用不銹鋼板構(gòu)成的曲折形圍板,通過(guò)與其環(huán)向連接的輻板裝于吊籃筒體內(nèi)壁,將整個(gè)堆芯圍住,以保證大部分反應(yīng)堆冷卻劑通過(guò)堆芯。吊籃筒體壁、圍板和所有徑向的水隙都用來(lái)減弱中子對(duì)反應(yīng)堆壓力容器的輻照損傷。在吊籃底部還設(shè)有輔助支承(亦稱(chēng)防斷支承),吊籃跌落時(shí),可依靠該輔助支承的緩沖器吸收吊籃跌落時(shí)的沖擊能量,避免反應(yīng)堆壓力容器受損,且可使控制棒仍保持在堆芯部位,不致于引入過(guò)大的反應(yīng)性。

堆芯測(cè)量支承結(jié)構(gòu)

由堆內(nèi)中子注量率測(cè)量、堆芯溫度測(cè)量的支承和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)組成。探測(cè)器一般從反應(yīng)堆壓力容器頂蓋上進(jìn)入堆芯或從反應(yīng)堆壓力容器底部進(jìn)入堆芯。如果中子注量率探測(cè)器由底部進(jìn)入堆芯,則探測(cè)器穿過(guò)反應(yīng)堆壓力容器下封頭接管進(jìn)入堆內(nèi),經(jīng)過(guò)輔助支承中的注量率測(cè)量導(dǎo)管和下柵格組件上的支承柱導(dǎo)管,終進(jìn)入燃料組件的注量率測(cè)量導(dǎo)向管中。堆內(nèi)溫度測(cè)量用的熱電偶,由堆芯上部支承構(gòu)件的熱電偶接線柱引出至壓緊頂板上匯集成幾束,然后穿過(guò)反應(yīng)堆壓力容器頂蓋上的溫度測(cè)量管座引向堆外,直至二次儀表。

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