[发明专利]一种并联通道流动失稳行为特性试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种并联通道流动失稳行为特性试验装置及方法，所述试验装置，包括循环回路，所述循环回路上还串联有泵、并联通道模拟体及换热器，还包括第一管段和第二管段；所述换热器包括：第一换热器、第二换热器；还包括相对于泵并联的旁通管段；第一管段、第二管段、旁通管段、第三管段上均设置有截断阀。所述方法基于所述试验装置。采用本方案提供的试验装置及方法，通过在同一试验系统内开展不同驱动方式下的并联通道流动失稳特性的实验研究，有效规避了不同流体驱动方式下不同系统以及闭式循环系统的自反馈特性的影响。

技术领域

本发明涉及热工水力技术领域，特别是涉及一种并联通道流动失稳行为特性试验装置及方法。

背景技术

并联通道之间的流动不稳定性现象广泛存在于反应堆工程、动力工程以及石化等诸多领域的诸多换热系统中。冷却剂流量的脉动可能导致部件产生有害的振动和疲劳损坏，同时还会带来热应力的周期性变化导致热疲劳损坏，甚至影响局部的传热特性导致传热恶化，降低安全性能。

对于不同的换热系统而言，冷却剂的驱动方式主要是能动和非能动两类，对于流动失稳而言，则主要体现为依靠外部构件（如泵）产生的驱动压力（强迫循环，第一类）和依靠密度差带来具有自反馈特性的循环驱动（第二类）。

对于这两类不同驱动方式下的流动失稳行为而言，具有自反馈特性的驱动方式下的并联质量流速由系统密度差和阻力特性综合而定，同时并非是实验研究过程中可以直接控制的参数。针对以上问题，为满足试验研究和具体流动系统设计需求，现有技术中出现了以流体在一定工况下流动特性或其他状态特性为获取对象的模拟装置和方法。

对热工水力特性研究及分析设计技术做进一步研究和探索，是本领域技术的发展具有重要意义。

发明内容

针对上述提出的对热工水力特性研究及分析设计技术做进一步研究和探索，是本领域技术的发展具有重要意义的技术问题，本发明提供了一种并联通道流动失稳行为特性试验装置及方法。采用本方案提供的装置及方法，通过在同一试验系统内开展不同驱动方式下的并联通道流动失稳特性的实验研究，有效规避了不同流体驱动方式下不同系统以及闭式循环系统的自反馈特性的影响。

针对上述问题，本发明提供的一种并联通道流动失稳行为特性试验装置及方法通过以下技术要点来解决问题：一种并联通道流动失稳行为特性试验装置，包括循环回路，所述循环回路上还串联有泵、并联通道模拟体及换热器，还包括均串联在泵与并联通道模拟体之间的第一管段和第二管段，第一管段和第二管段相互呈并联关系；

所述换热器包括：串联在第一管段上的第一换热器、串联在第二管段上的第二换热器；

还包括相对于泵并联的旁通管段，且所述旁通管段用于短接泵；

第一管段、第二管段、旁通管段、第三管段上均设置有用于实现各自截断的截断阀；

所述第三管段为：位于旁通管段在循环回路上的两个连接点之间，同时泵串联于其上的管段；

第二换热器与泵同高度设置，第一换热器相对于第三管段高位设置。

本方案针对：不同的系统对流动失稳特性有一定影响，并且为实现非能动循环，现有闭式循环系统必然带有的一定的自反馈特性，使得现有在开展能动（强迫循环）和非能动（依靠密度差带来具有自反馈特性的循环驱动）两类驱动方式进行冷却剂流量脉动对循环回路流体失稳研究时，存在难以剥离和表征的差异。这一缺陷在一定程度上制约了对于可能出现上述两种不同驱动方式的换热系统的热工水力特性研究及分析设计。

本方案针对以上问题，提出了一种在装置系统设计中，采用两个相互并联的换热器，且两换热器安装于不同高度位置、流体在循环回路中具体流动可根据具体失稳研究需要，选择性经过其中一个换热器的技术方案。