熱工
關注創建者：高梁 創建時間：2016-12-27
熱工的視頻教程
中核核反應堆熱工水力實驗室：多相流數值計算在核電研發中的應用簡介
內容概要：1.核能轉化研發中數值計算分析的需求及難點介紹2.國內外針對核能轉化研發數值模擬需求所開發的CFD軟件現狀3.解決方案及典型應用，解決多相流模擬問題，實現自主可控4.針對新堆型、新技術，數值計算分析的未來開發路徑
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Abaqus柱子熱力耦合分析（火災試驗模擬）
可學知識： 1、鋼筋混凝土柱子順序熱力耦合和完全熱力耦合的建模方法及后處理過程; 2、鋼筋和混凝土熱工性能參數及高溫下材料本構的計算； 3、單位的換算； 4、 Abaqus6.14-2和Abaqus6.19做熱力耦合的不同。 附件包括： 如有問題，可加微信YClarie交流。
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熱工的實例教程
第1節 汽機保護系統基本概念
1、熱工保護的概念及作用
隨著汽輪機組容量的不斷增大，蒸汽參數越來越高，熱力系統越來越復雜。為了提高機組的熱經濟性，汽輪機的級間間隙、袖封間隙都選擇得比較小。因汽輪機的旋轉速度很高，心機組啟動、運行或停機過程中，如果沒有按規定的要求操作控制，則很容易使汽輪機的轉動部件和靜止部件相互摩躍引起葉片損壞、大軸彎曲、報力瓦燒毀等嚴重事故．為了保證機組安全啟停和正常運行需對汽輪機組曲軸向位移、熱膨脹、差脹、轉速、振動、主軸偏心度等機械參數進行監視并對軸承溫度、油壓、真空、高加水位等熱工參數進行監視和異常保護．當被監視的參數在超過規定值(報警值)通過聲、光等報警信息提醒值班運行人員，及時向值班運行人員提供這些熱工參數變化的信息。在自動調節系統和聯動控制系統等自動處理熱工參數的異常時，運行值班人員還可以采取其他必要措施。只有當所有上述處理措施均失效，同時異常情況不斷發展甚至可能危及機組設備的安全時，自動保護系統的跳閘回路才使用最后的極端措施——保護裝置動低關閉主汽門，實行緊急停機，確保機組設備及人身的安全。保護、連鎖、程序控制的邏輯框圖符號及意義見下表：
2、熱工保護的特點
（1）熱工保護是保證設備及人身安全的最高手段
一個熱工保護系統大致可分成兩級：事故處理回路及跳閘回路。事故處理回路是以維持機組繼續運行不中斷為目的；跳閘回路則以保護設備及人身的安全為目的。
（2）熱工保護的操作指令擁有最高優先級
即在任何情況下，不允許人為干擾它的工作，更不允許在機組運行過程中切除或退出熱工保護系統。
（3）熱工保護系統必須與其他自動控制配合使用
在保護動作過程中，直接由專門的執行機構去獨立完成(例如：汽輪機超速或低真空引起跳閘停機)。一般在跳閘后還需通過聯動控制去完成一系列操作。
展開 3 月 13 日，由中國核學會核反應堆熱工流體力學分會主辦，中核核反應堆熱工水力技術重點實驗室、上海積鼎信息科技有限公司、先進核能技術全國重點實驗室承辦的 “核反應堆熱工水力仿真技術前沿探索與實踐” 線上直播活動圓滿舉辦。本次活動聚焦核反應堆仿真領域的最新進展與挑戰，吸引了近300位行業專家及在校學生的關注。
中國核動力研究設計院反應堆工程研究所副所長、中國核學會核反應堆熱供流體力學分會的理事長 黃彥平 在致辭中指出，核能技術的迭代對流體仿真提出了更高要求，亟需在精度提升、計算效率優化及模型驗證等方面取得突破。國產流體仿真軟件的自主研發是打破技術壟斷的關鍵。黃總呼吁產學研各方需強化合作，通過資源共享與協同創新，共同攻克行業難題。
作為本次活動的承辦單位之一，積鼎科技研發中心總監符凱的報告《國產流體仿真軟件在核反應堆仿真中的應用》受到關注。積鼎科技深耕 CFD 領域多年，自主開發了通用流體仿真軟件 VirtualFlow在核反應堆仿真中展現出顯著優勢。
積鼎科技的仿真軟件可應用于核領域的多種堆型，包括壓水堆、鉛鉍/鈉冷快堆、熔鹽堆等。在壓水堆中，軟件可模擬安注水過程、氫氣復合及燃燒、抑壓水池工作過程等；在鉛鉍/鈉冷快堆中，可進行金屬液體熱工水力計算、事故工況下自然對流計算等；在熔鹽堆中，實現了堆芯流量分配計算、熔鹽泄露凝固計算等關鍵場景的仿真。
技術優勢：
全代碼自主可控：該軟件安全可靠可控，經第三方評測顯示代碼自主率超過 95%。
全方位仿真能力：支持多相流、湍流、相變、傳熱等復雜物理模型，能夠精確模擬核反應堆中的流動傳熱傳質、多相流相變、可壓縮流體、多組分等問題。
應用場景覆蓋廣：軟件經過市場長期驗證，已積累的測試案例庫>1000個。
展開 雙層幕墻熱氣流流體動力學熱工模擬
煙囪效應，是指戶內空氣沿著有垂直坡度的空間向上升或下降，造成空氣加強對流的現象。煙囪效應的產生。在有共享中庭、豎向通風風道、樓梯間等具有類似煙囪特征——即從底部到頂部具有通暢的流通空間的建筑物、構筑物中，空氣（包括煙氣）靠密度差的作用，沿著通道很快進行擴散或排出建筑物的現象，即為煙囪效應。
在建筑設計中，利用熱壓差實現自然通風就是利用的“煙囪效應”原理它是利用熱空氣上升的原理，在建筑上部設排風口可將污濁的熱空氣從室內排出，而室外新鮮的冷空氣則從建筑底部被吸入。熱壓作用與進、出風口的高差和室內外的溫差有關，室內外溫差和進、出風口的高差越大，則熱壓作用越明顯。在建筑設計中，可利用建筑物內部貫穿多層的豎向空腔滿足進排風口的高差要求，并在頂部設置可以控制的開口，將建筑各層的熱空氣排出，達到自然通風的目的。與風壓式自然通風不同，熱壓式自然通風更能適應常變的外部風環境和不良的外部風環境。
雙層玻璃幕墻外層玻璃受太陽輻射熱作用下，熱通道內空氣被加熱，產生質量力形成自然熱氣流，這種現象就是“煙囪效應”。煙囪效應在雙層玻璃幕墻中的使用，還有效的阻擋了熱量的傳遞，降低建筑墻體的傳熱系數，達到了節約建筑能耗的作用。
本次模擬計算我們作以下的基本假設：
①穩定的外界環境條件；
②熱通道內的空氣為不可壓縮牛頓流體，并且滿足Boussinesq假設；
③不考慮玻璃壁面蓄熱；
④假定幕墻密封性能好，不考慮空氣漆透；
⑤常溫下幕墻材料特性與溫度無關；
⑥忽略室外風速的影響。
選用的計算模型：
①RNG k-ε湍流模型；
②DO熱輻射模型；
③太陽輻射模型。
計算結果：
文章來自微信公眾號CFD仿真
展開 一、熱修工崗位職責
1、負責執行焦爐砌體維護制度，搞好焦爐砌體各部位的檢查、維修、填寫記錄和爐體檔案。
2、保持爐體和上升管承插口嚴密，延長爐體使用壽命。
3、保持爐體各處不漏水，遇有大雨時及時參加爐頂排水。
4、按規定進行爐口、爐門、爐墻料的檢查，如實記錄、反饋車間。
5、保持爐體不串漏，大煙囪不冒黑煙。
6、做好爐門的更換調節，保持爐門嚴密，達到無煙爐的標準。
7、保持崗位衛生區域達到文明生產標準。
二、熱修工崗位巡檢內容及要點
1、日巡檢路線及檢查內容
爐頂大面→上升管承插口→中間臺膨脹縫→爐頂排水→焦爐機側走臺（鐵板磚、排水）→推焦車（爐門、爐框、小爐頭）→焦爐焦側走臺（鐵板磚、排水）→攔焦車（爐門、爐框、小爐頭）→焦爐地下室（蓄熱室、廢氣開閉器、煙道）→總煙道
2、檢查焦爐砌體時應詳細記錄下列項目：
（1）炭化室的變形、蜂窩裂縫、熔洞渣蝕、漏氣及其它缺陷；
（2）炭化室過頂磚及底磚的狀態；
（3）保護板與爐頭磚之間的狀態；
（4）蓄熱室竄漏及格子磚完整情況
（5）蓄熱室封墻測溫孔、測壓孔及兩叉部周圍嚴密情況；
（6）立火道內噴嘴、斜道的情況和完整情況。
三、熱修工崗位日常操作及方法
（一）更換裝煤孔爐口
（1）在結焦末期進行，站在上風口。更換前關閉翻板，拉開上升管蓋，打開裝煤孔蓋，裝煤孔內放入接雜物的鐵盤，拆除舊爐口。
（2）將爐口處清掃干凈，鋪上泥漿，放入新爐口，爐口與爐口磚靠緊，找平，找正、使之稍低爐頂面，然后砌上蓋板磚，灌漿、抹泥。
（3）更換完畢后，取出鐵盤，蓋好爐蓋和上升管蓋，同時打開橋管翻板。
（4）做好現場衛生。
（二）更換看火孔底座磚
（1）在下降氣流進行，站在上風口。
展開 為普及和推廣高性能水力學軟件使用、培養高性流體力學專業人才，浙江遠算科技有限公司聯合上海交通大學將于2021年10月27日至29日舉辦code_saturne熱工水力及核電領域應用專題培訓課程，這也是遠算聯“走進高?！贝笮团嘤柣顒拥牡谝徽?。具體安排如下：
培訓對象
從事流體力學研究的科研院所和
高校教師、研究生、科研工作人員及相關企業工程師
培訓時間
2021年10月27日～29日
報名截止時間：
2021年10月27日
本次培訓名額有限，報名從速
。
熱工的最新內容
一、一改幾何，仿真重啟：設計的“連鎖反應”
在核能工程領域，反應堆作為核心設備，其堆芯溫度場和流場的分布直接影響著運行安全與熱工效率。為優化冷卻劑流動特性與換熱效果，工程師通常在堆芯構件中設計不同形式的通流孔道。這些孔道雖小，卻是冷卻劑的流動路徑，也是熱量帶走的通道。
我們需要結合實際情況調整結構設計，結合熱工方程重新調整電流和通電時間。
4、 【結構接觸】
驅動機構的塑膠結構部件應避免和鈦絲接觸。
我們在做驅動機構的結構設計過程中，有時存在加強筋或隔離墻的設計，這樣的設計可能讓結構部件和鈦絲有局部接觸，因長期或偶爾的接觸，導致結構件出現了高溫粘連、燒焦的問題。
氮化硼在電子工程，冶金及激光技術中的應用11個月前
熱工材料
氮化硼具有高熱導率和良好的熱穩定性，可以作為熱工材料用于冶金工業。例如，在鋼鐵冶煉過程中，氮化硼可以作為坩堝、熱電偶套管等高溫設備的主要材料，具有很好的抗高溫氧化性能和高溫強度。此外，氮化硼還可以作為高溫爐子的內襯材料，提高爐子的使用壽命和安全性。
3. 隔熱材料
氮化硼具有很好的隔熱性能，可以作為隔熱材料用于冶金工業。
CFD 可以對高爐內的氣流分布、溫度場進行模擬，幫助工程師了解高爐內的宏觀熱工狀態。但高爐內爐料顆粒的運動、堆積和還原反應過程十分復雜，CFD 難以精確描述。
DEM 能夠將爐料顆粒視為離散個體，考慮顆粒的大小、形狀、密度以及顆粒間的摩擦力、碰撞力，還有高溫下顆粒的物理化學變化。
（二）熱工水力分析
單通道熱工水力分析：對核反應堆單通道內的冷卻劑流動和傳熱進行模擬，分析通道內的溫度分布、壓力降和熱傳遞特性，評估通道的熱工性能和安全性。
多通道熱工水力分析：考慮核反應堆內多個并行通道之間的相互影響，如流量分配、溫度耦合等，研究多通道熱工水力現象，為核反應堆的熱工設計和運行提供更準確的預測。
涵蓋的本構關系如下：
Attard無約束HPC本構【鋼柱—結構工程】
CEB修正混凝土動力強化本構【鋼柱—結構工程】
GB50010-2010—2024修訂混凝土本構【鋼柱—結構工程】
GB50010-2010無約束UHPC—2024修【鋼柱—結構工程】
ISO834升降溫曲線 鋼材熱工參數 混凝土熱工參數【鋼柱—結構工程】
Lie高溫下混凝土本構【鋼柱—結構工程】
Lin高溫后混凝土本構
3 月 13 日，由中國核學會核反應堆熱工流體力學分會主辦，中核核反應堆熱工水力技術重點實驗室、上海積鼎信息科技有限公司、先進核能技術全國重點實驗室承辦的 “核反應堆熱工水力仿真技術前沿探索與實踐” 線上直播活動圓滿舉辦。本次活動聚焦核反應堆仿真領域的最新進展與挑戰，吸引了近300位行業專家及在校學生的關注。
</p><p><strong>2.安全分析</strong></p><p>事故工況模擬：CFD可以模擬鈉冷快堆在各種事故工況下的熱工水力行為，如冷卻劑泄漏、泵失效等，幫助評估反應堆的安全性能。</p><p>反應性反饋計算：CFD與中子動力學模塊耦合，可以實現鈉冷快堆的多維度耦合計算。通過CFD計算得到的熱工水力參數，作為中子動力學模塊的邊界條件，計算反應性引入時堆芯的核物理反應性。
核能安全領域</strong></p><p>通過VirtualFlow分析反應堆冷卻劑相變行為，結合Bubble-Pro監測氣泡動力學，能夠確保熱工水力設計的可靠性。在核電站的設計和運行過程中，準確掌握冷卻劑的相變和氣泡動力學情況對于保障核電站的安全至關重要。積鼎科技的解決方案為核能安全提供了有力保障。</p><p><strong>3.
這些模型能夠精確模擬沸騰、冷凝、液面晃動等多相流現象，為反應堆的熱工設計、安全分析和性能優化提供支持。
例如，在壁面沸騰的模擬中，VirtualFlow采用N相均相模型和RPI模型，能夠準確預測出口氣含率，與實驗值吻合良好，相比其他軟件在精度上有較大提升。
可壓縮流體解決方案
針對可壓縮流體問題，積鼎科技的解決方案能夠有效模擬核反應堆中的空化、水錘等現象。
