单根螺旋管内沸腾两相流动不稳定性实验研究

来源：核动力工程杂志2024年第4期北京时间：

作者：郑鹏德, 汤琪芬, 李振中, 汪宁远, 陈德奇

单位：1.重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室，重庆，400044；2.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，成都，610213；

摘要：加热通道内发生沸腾相变时会出现流动不稳定，研究螺旋管内沸腾两相流动不稳定过程对螺旋管式直流蒸汽发生器的设计和运行具有重要意义。本文通过在热工实验平台中开展单根螺旋管内的沸腾两相流动实验，研究螺旋管内发生沸腾两相流动时的流动不稳定现象，通过实验分析加热功率上升过程中螺旋管内流量压降等参数在不同时刻的变化规律以及频谱特征，并将发生的沸腾两相流动不稳定性进行分类。结果表明在实验参数范围：压力为0.1~3 MPa、流量为300~1200 kg/h、入口过冷度为20~100℃、实验段加热功率为0~200 kW时，螺旋管加热通道内随着功率的增加会先出现流量漂移不稳定性，当流量漂移至另一流量值后，在低出口含汽率情况下会出现高频低振幅的密度波振荡，在高含汽率下会出现低频高振幅的密度波振荡。通过实验研究还发现入口过冷度、入口流量以及系统压力的增加均会提高系统的稳定性。

关键词：螺旋管, 流动沸腾, 流动不稳定性, 密度波振荡

基金资助：国家自然科学基金（U1867219）