摇摆条件下螺旋管内两相流动不稳定性研究

来源：核动力工程杂志2024年第5期北京时间：

作者：鲜麟, 程坤, 冉旭, 吴丹, 严俊杰, 乔守旭

单位：1.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室，西安，710049；2.中国核动力研究设计院，成都，610213；3.哈尔滨工程大学，哈尔滨，150001；

摘要：螺旋管蒸汽发生器具有结构紧凑、换热能力强的优势，在反应堆的设计中应用越来越广泛，但运行在海洋条件下，其流动传热特征与直管流道式换热设备有差异，特别是在摇摆条件下的两相流动不稳定性，针对其试验研究尚不充分。本文针对单根螺旋管的两相流动不稳定性开展了静态和摇摆条件下的试验研究，研究了在不同加热功率水平下，其由单相流动过渡至密度波型脉动，进而过渡至压力降型脉动的过程。静止条件下在加热功率较低时，螺旋管内单相流动各参数波动范围在1%以内，当加热功率达到11 kW时产生了周期为4.4 s的密度波型脉动，当加热功率达到13 kW时，出现了周期约34.3 s的压力降型脉动。在摇摆条件下，摇摆运动与脉动产生了显著的复合效应，波动周期和幅值均发生了变化，通过对试验数据的研究和处理，获取了螺旋管内两相流动不稳定性的周期和频率等特征，揭示了引起其与直管流道中的两相流动不稳定性现象差异的机理，以及摇摆条件对两相流动不稳定性的影响机制。

关键词：螺旋管, 摇摆条件, 两相流动不稳定性