ارزیابی پارامترهای جریان دوفازی و عملکرد جداساز افقی بخار در نیروگاه‌های هسته‌ای به کمک دینامیک سیالات محاسباتی

در این تحقیق، به‌کارگیری فرایند متداول جداسازی رطوبت توسط جداساز افقی بخار، در نیروگاه ‌های رایج سیکل بخار، برای نیروگاه های هسته ای پیشنهاد و به کمک cfd، جریان دوفازی در این فرایند، شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش بارگذاری نیروگاه، افت فشار جداساز افزایش یافته، به‌طوری‌که رابطه خطی بین افت فشار و چگالی انرژی جنبشی جریان ورودی برقرار است. هم‌چنین بررسی تاثیر تغییرات ابعاد جداساز، نسبت به طراحی پایه آن بر افت فشار و بازدهی جداساز، نشان داد که با افزایش عرض ورودی، افت فشار کاهش و بازدهی جداساز افزایش می‌یابد. هرچند افزایش بی رویه عرض ورودی به کاهش دبی در خروجی های جانبی منجر می ‌گردد. مطالعه تغییر قطر خروجی جانبی، حاکی از آن است که تغییر پارامتر یاد شده تاثیر چندانی بر افت فشار و بازدهی ندارد؛ اما افزایش آن کسر جرمی بخار در خروجی جانبی را افزایش می دهد. براساس ارزیابی صورت گرفته، جداساز افقی بخار، با بازدهی و افت فشاری مطلوب، می ‌تواند گزینه مناسبی جهت به‌کارگیری در نیروگاه های هسته ای کوچک و پیشران ه‌ای هسته ای باشد. برای راستی‌آزمایی، جریان دوفازی یک جداساز قائم آنالیز شد که نتایج توافق خوبی با داده ‌های تجربی دارند.

assessment of horizontal steam separator two phase flow arameters and performance in npps with utilization of computational fluid dynamic

in this research, utilization of typical moisture separation process in conventional steam cycle power plants, for npps are recommended; and by applying cfd, two-phase flow of this process is simulated. results show that with increasing of loading, the pressure drop across the separator increases, and a linear relationship between pressure drop and inlet flow kinetic energy density is established. also, with increasing inlet width, pressure drop decreases and the efficiency increases. however, excessive increasing of input width leads to a decrease in mass flow at lateral outputs. study on the variation of lateral outlet diameter show that variation of mentioned parameter does not affect pressure drop and efficiency significantly, but reducing of that lead to increasing lateral out let steam mass fraction. based on the performed assessment, horizontal steam separator as a component with desirable efficiency and pressure drop, can be recognized as a suitable option for utilization in small and low power npps as well as propulsion systems. for validation, an analysis of two phase flow in a vertical cylinder cyclone is performed and results show good agreement with experimental data.