1、實驗研究了CMT排水過程中初始參數(shù)對流體溫度分布及汽液直接接觸冷凝特性的影響。實驗參數(shù)范圍為：PRZ初始壓力P=0.2～0.6MPa，CMT初始液溫T=20～80℃。實驗內(nèi)容包括CMT無遮流板不排水、CMT無遮流板排水和CMT加遮流板排水三個方面。 開展實驗研究前利用FLUENT軟件在不考慮蒸汽冷凝的條件下模擬分析了CMT內(nèi)汽液兩相及速度分布隨時間的變化，其目的是為實驗提供參考。計算結果表明，蒸汽進入CMT水中將帶動水產(chǎn)生渦漩運

2、動，引起換熱面的較大變化。實驗發(fā)現(xiàn)，CMT內(nèi)溫度分布和凝結特性主要受PRZ初始壓力和CMT初始溫度的影響，而壓力響應主要受CMT初始溫度影響。通過對CMT有、無遮流板的排水的實驗結果進行比較，發(fā)現(xiàn)遮流板對系統(tǒng)的壓力響應、溫度分布以及凝結換熱系數(shù)都有很大的影響。飽和蒸汽在CMT液面上的凝結分為三種模式，即蒸汽完全凝結模式、部分蒸汽快速凝結模式和蒸汽緩慢凝結模式。本文計算了蒸汽完全凝結模式和部分蒸汽快速凝結限制模式的平均冷凝換熱系數(shù)以及蒸汽

3、緩慢凝結模式的平均凝結換熱系數(shù)，并在一定理論基礎上回歸了實驗關系式。 對實驗測得的CMT徑向和軸向溫度分布進行了分析，發(fā)現(xiàn)在PRZ初始壓力相同時CMT無遮流板排水，其擾動時間隨CMT液體平均溫度的升高而減少，上下層液面溫差隨之變大；加遮流板后對凝結和溫度平衡時間起主要影響的因素有兩個，即遮流板以上液體的溫度與PRZ的初始壓力大小。CMT加遮流板排水時，流體溫度場主要受PRZ初始壓力影響，壓力越大，熱水層厚度增加。 對實驗

4、測得不同初始條件下的壓力響應數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)在CMT無遮流板排水實驗中，壓力平衡時間在PRZ初始壓力超過0.3MPa時變化不大，而受CMT液體平均溫度影響較大；遮流板減緩了蒸汽凝結的劇烈程度，大幅縮短了系統(tǒng)壓力平衡需要的時間。 通過對不同初始條件下的CMT排水量進行了分析，發(fā)現(xiàn)CMT排水速度主要受CMT內(nèi)的壓力變化的影響：CMT無遮流板排水實驗中所有排水量隨時間的變化曲線都是單調(diào)遞增的，且都有一個較為明顯的拐點，在拐點后，斜率

5、明顯增大，說明排水速度增加顯著；CMT加遮流板排水實驗中排水量曲線的拐點不明顯且出現(xiàn)時間較無遮流板排水實驗要早，說明排水速度增加得較早；CMT加遮流板排水實驗如果PRZ初始壓力較大，通過改變CMT的初始溫度，將會引起排水總量較大的變化；排水速度平衡時間受CMT壓力平衡響應時間的影響，且較CMT壓力平衡響應時間快。 通過對CMT內(nèi)水的軸向溫度分析，發(fā)現(xiàn)CMT內(nèi)的流體具有熱分層特性，即上部為熱水層，下部為冷水層，熱水層內(nèi)溫度變化劇烈

6、，吸收了蒸汽在液面凝結放出的大部分熱量。而冷水層的溫度在實驗過程中基本保持不變。PRZ初始壓力越大，蒸汽射流的速度越高，形成的汽穴的深度越深，液面波動的越劇烈，壓力平衡需要的時間越長，其熱水層厚度增加。遮流板對減小凝結起著積極的作用，在蒸汽完全凝結和部分蒸汽快速凝結階段下CMT加遮流板其凝結換熱系數(shù)較無遮流板時減小了3-5倍。 采用熱力比RT(RT=cpf(Tg-Tf)Wf/hfgWg，RT＞1即意味著冷凝能力大于蒸汽轉(zhuǎn)換的能量

7、，即蒸汽完全冷凝模式，RT＜1即蒸汽不完全冷凝)作為蒸汽在過冷液面直接接觸式冷凝模式的判斷準則，獲得了汽液直接接觸冷凝模型。 無遮流板排水蒸汽全部凝結階段和部分蒸汽快速凝結階段的平均換熱系數(shù)實驗關系式為Nu=0.055Re0.65Pr0.33，實驗點落在預測值±16％以內(nèi)；有遮流板排水蒸汽全部凝結階段和蒸汽快速部分凝結階段的平均換熱系數(shù)實驗關系式為Nu=0.035Re0.65Pr0.33，實驗點落在預測值±19％以內(nèi)；無遮流板排