Zr-4表面特性及冷却剂过冷度对骤冷沸腾传热的影响

TL334; 核燃料棒再淹没骤冷沸腾是堆芯失水事故后避免堆芯熔化采取的重要事故缓释措施.本文采用不同粒度砂纸打磨得到不同粗糙度的Zr-4表面,研究了 Zr-4表面粗糙度和冷却剂过冷度对骤冷沸腾过程冷却速率及沸腾换热的影响.对所制备的不同表面粗糙度实验段进行了骤冷沸腾可视化实验,同时测量实验段内部温度,通过导热反问题反演得到骤冷过程表面温度及热流密度.结果表明:表面粗糙度对膜态沸腾换热的影响较小,但粗糙度较大的表面更早地触发了表面-液体接触,强化了骤冷沸腾;而粗糙度较小时,粗糙度对骤冷沸腾的影响较小;当粗糙度进一步减小时,由于表面接触角的增大,骤冷沸腾持续的时间增长.此外,随着冷却剂过冷度的增大...

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Published in原子能科学技术 Vol. 58; no. 4; pp. 783 - 789
Main Authors 熊平, 孙源阳, 罗彦, 袁鹏, 杜鹏, 邓坚, 卢涛
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西华大学流体及动力机械教育部重点实验室,四川成都 610039%西华大学流体及动力机械教育部重点实验室,四川成都 610039%北京化工大学机电工程学院,北京 100029%中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室,四川成都 610041 2024
北京化工大学机电工程学院,北京 100029
Subjects
骤冷沸腾
roughness
boiling heat transfer
粗糙度
最小膜态沸腾温度
minimum film boiling temperature
quenching boiling
沸腾换热
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ISSN1000-6931
DOI10.7538/yzk.2023.youxian.0528

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Summary:TL334; 核燃料棒再淹没骤冷沸腾是堆芯失水事故后避免堆芯熔化采取的重要事故缓释措施.本文采用不同粒度砂纸打磨得到不同粗糙度的Zr-4表面,研究了 Zr-4表面粗糙度和冷却剂过冷度对骤冷沸腾过程冷却速率及沸腾换热的影响.对所制备的不同表面粗糙度实验段进行了骤冷沸腾可视化实验,同时测量实验段内部温度,通过导热反问题反演得到骤冷过程表面温度及热流密度.结果表明:表面粗糙度对膜态沸腾换热的影响较小,但粗糙度较大的表面更早地触发了表面-液体接触,强化了骤冷沸腾;而粗糙度较小时,粗糙度对骤冷沸腾的影响较小;当粗糙度进一步减小时,由于表面接触角的增大,骤冷沸腾持续的时间增长.此外,随着冷却剂过冷度的增大,膜态沸腾气膜厚度减薄,维持稳定气膜的最小膜态沸腾温度增大,骤冷速率增强.本文为揭示压水堆破口事故燃料棒再淹没过程的流动沸腾换热机理提供一定的理论基础.
ISSN:1000-6931
DOI:10.7538/yzk.2023.youxian.0528