孔板管道下游流动加速腐蚀速率数值模拟研究.pdf

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1、第４９卷第１期原子能科学技术Vol．４９，No．１２０１５年１月AtomicEnergyScienceandTechnologyJan．２０１５孔板管道下游流动加速腐蚀速率数值模拟研究倡彭翊，韩睿璇，陈耀东（国核（北京）科学技术研究院有限公司，北京１０００２９）摘要：采用计算流体力学方法中的k‐模型模拟了孔板管ε道下游管壁与流体间的传质系数分布，并利用Sanchez‐Caldera流动加速速率预测模型计算了孔板管道下游的流动加速腐蚀速率分布。结果表明，孔径比的减小会导致流动加速腐蚀敏感部位向孔板下游移动，入口流速的增大对孔板下游流动加速腐蚀敏感部位的位置无明显影响，pH值的增大能有效减小流动

2、加速腐蚀速率。关键词：流动加速腐蚀；计算流体力学；传质系数；孔板管道中图分类号：TL３４１文献标志码：A文章编号：１０００‐６９３１（２０１５）０１‐００７７‐０６doi：１０．７５３８／yzk．２０１５．４９．０１．００７７NumericalSimulationStudyofFlowAcceleratedCorrosioninDownstreamofOrificePipe倡PENGYi，HANRui‐xuan，CHENYao‐dong（StateNuclearPowerResearchInstitute，Beijing１０００２９，China）Abstract：Themasstransfe

3、rcoefficientdistributionbetweenthepipewallandfluidwassimulatedbythek‐modelofcomputationalfluiddynamiεcmethod．Thedistributionsofflowacceleratedcorrosion（FAC）rateindownstreamoforificepipewerecalculatedbySanchez‐Calderamodel．TheresultsshowthatthesensitivepositionofFACmovestodownstreamasdecreasingorifi

4、cediameterratio．However，theincreaseofinletvelocityhasnosignificantinfluenceonsensitivepositionofFAC．TheFACratecanbeeffective‐lyreducedwithincreasingpHvalue．Keywords：flowacceleratedcorrosion；computationalfluiddynamic；masstransfercoefficient；orificepipe流动加速腐蚀（FAC）是由于单相液流或主要原因，尤其以压水堆核电站二回路管路系气、液两相流将碳钢

5、或低合金钢表面的保护性统最为严重。FAC表现为碳钢管或低合金钢氧化膜溶解，而造成氧化膜减薄并引起碳钢或管的局部减薄，进而发生突然破裂和灾难性事［１］低合金钢腐蚀速率增大的现象。FAC是造故，并造成严重的经济损失。例如，１９８６年，美成核电站管路系统及其他过流部件频繁失效的国Surry核电站２号机组凝结水系统中的主给收稿日期：２０１３‐１０‐２８；修回日期：２０１４‐０５‐１１基金项目：国家核电技术公司员工自主创新项目资助（SNP‐KJ‐CX‐２０１３‐２０）作者简介：彭翊（１９８７—），男，湖南湘潭人，助理工程师，硕士，流体力学专业倡通信作者：韩睿璇，E‐mail：hanruixuan＠sn

6、ptc．com．cn７８原子能科学技术第４９卷水管道在发电机发电瞬时发生爆裂，造成４人加，但仍较疏松，对总体组分的传输影响不大。死亡，４人严重烫伤。２００４年，日本美滨核电厂而化学反应速率常数又远大于边界层向主体流３号机组反应堆汽轮机厂房低压加热器到除氧动的传质系数，因此，KFAC主要受边界层传质器之间的凝结水管道突然破裂，高温、高压水在控制，则式（１）简化为：破口处化作蒸汽喷出，造成了５人死亡、６人烫KFAC＝Ceqk（２）［２］伤。因此，流动加速腐蚀是影响核电站中碳其中，Ceq按经验公式计算得到，k由FLUENT钢管道安全性和可靠性的重要原因。软件计算得到。FAC的实验研究必须具备性能良

7、好的高1畅2溶解度计算温、高压和高流速设备，对腐蚀介质的水化学条当铁在高温水溶液中时，在氧含量较低的件（如氧含量等条件）也有严格的要求。因此，条件下，铁与水反应生成Fe３O４。Fe３O４具有FAC的实验研究受到很大限制，而采用计算机微溶性和渗透性，在介质流过时会不断溶解。［７］模拟技术则可避免较难解决的研究设备问题。可溶性铁组分的溶解度Ceq可表示为：－２pH－pH将计算机模拟技术与核电站现场运行数据相关Ce