核电厂调试问题设计分析及处理

核电厂调试是核电工程建设的重要阶段,通过调试验证设计、设备制造、安装的正确性,发现并处理问题,保证核电机组按总体性能要求运行。就核电厂调试目的、调试文件管理、调试结果分析及处理进行阐述,以辅助给水系统(ASG)为例介绍主要调试内容,并利用Flowmaster系统设计分析仿真软件对除氧器流量超出设计基准案例进行分析,解决调试过程中发现的问题。     

核电厂用限流孔板压降计算

针对核电厂用不同结构形式的限流孔板分别提出了相应的压降计算方法,在此基础上编写了孔板压降计算程序,并通过试验数据进行验证。结果表明,利用该计算程序可快速准确地进行限流孔板的压降计算,对于孔板选型和系统调试具有重要意义。     

核电厂高压安注系统再循环管线节流孔板的分析与改进

某在役运行VVER核电厂高压安注系统（JND）在进行小流量再循环试验时发现再循环流量出现异常波动,导致试验不合格。经过分析认为再循环管线节流孔板发生空化是导致流量波动的主要原因。本文通过相关理论和软件,主要介绍了对再循环节流孔板进行改进设计计算的过程,包括孔板流量、压差、级数、孔径和厚度等参数的计算,重点讨论了如何控制多级孔板的压降以避免孔板发生空化。该项改进已在核电厂中得到实施,实施后再循环流量波动问题得到了明显改善。     

大压降管路节流特性分析及孔板优化设计

大压降孔板节流管路面临汽蚀导致的高频振动和孔板间流速过大导致的低频振动这两方面的危害。针对核电厂容积和硼控制系统典型大压降节流管路的振动现象,基于CFD方法分析了单级孔板节流管路中压降、速度、流线、涡流等关键水力特性,发现单级孔板下游产生负压区而发生汽蚀,且因孔板射流导致局部速度过大而形成涡流。采用阻塞压差评估了多级同心孔板的节流性能。相比于单级孔板,多级同心孔板的汽蚀危害得到了较大改善,但最后一级孔板仍存在过度节流的风险。按多级孔板节流压降几何级数递降的原则设计的渐扩型五级孔板可消除汽蚀的发生,但一级孔板压降过大导致其下游流速过大。综合考虑汽蚀特性和流速分布而设计的多级偏心孔板结构既能规避汽蚀危害,又能最大程度降低流速过大引发的管路低频振动,且增大孔板间距可提高上游孔板的节流能力,增加下游孔板的汽蚀裕度,可作为大压降孔板节流管路振动综合治理的优化设计方案。     

调节阀阻塞流问题分析

运用调节阀和孔板的阻塞流计算公式,对岭澳核电站二期蒸汽发生器排污系统因为调节阀发生阻塞流导致系统频繁跳闸的问题进行分析。分析表明,调节阀的压力恢复系数FL和孔板的压降对调节阀是否发生阻塞流有重要影响。为避免阀门发生阻塞流,在进行阀门选型时,选择压力恢复系数FL较大的阀门;在满足回路流量要求的情况下,可以在调节阀后安装压降大的孔板,以减少阀门压降并增大阀后压力。     

快堆燃料组件管脚开孔孔径选型水力实验研究

管脚位于快堆燃料组件入口处,其结构尺寸直接决定了进入燃料组件内部的冷却剂流量,对于燃料组件压力损失、流速分布等流体力学行为均有重要影响。目前关于燃料组件的相关研究多集中于棒束区热工流体力学特性,管脚段研究较为缺乏,且尚无明确的选型标准,故在工程实践之前,有必要进一步研究快堆燃料组件管脚的流体力学特性,完善选型标准,为结构设计提供参考。本文通过水力实验,研究了不同开孔孔径的燃料组件管脚对应阻力系数分布、流量与压降对应关系等流体力学性能。结果显示,管脚开孔孔径直接决定了冷却剂钠的质量流量与压降对应关系,可以通过改变管脚开孔孔径调节进入不同分区的燃料组件入口流量,使之具有大致相等的压降;本文引入了管脚收缩系数这一无量纲数,提出与管脚结构参数有关的阻力系数经验关系式,用于快堆燃料组件管脚阻力系数及压降的一般估算;基于设计要求的压降与开孔流速限值,本文给出了快堆燃料组件管脚开孔孔径选型推荐方案,供相关实验或工程参考。     

某核电厂低压安注泵小流量管线振动原因研究

由于小支管振动超标的敏感管问题是困扰所有核电站的难题。国内外投入了大量的人力和物力来解决敏感管问题。分析判断振动原因是解决敏感管问题的首要因素。本文用综合的技术手段对某核电厂安注系统低压安注泵小流量管线中的敏感管振动原因进行了分析研究。通过在管线上布置加速度计进行现场振动实测获得了管线的振动分布,通过振动加速度的时程的RMS值分布获得了节流孔板后方是振动最大的位置,通过对节流孔板后方的加速度进行频谱分析初步判断为节流孔板过分节流导致通过孔板的流体汽化而出现了汽蚀现象。通过对节流孔板的理论分析获得了节流孔板前后的压差并与阻塞压差进行比较进一步验证了节流孔板的过分节流现象。最后用CFD进行了三维流场分析获得了整个管线的详细流场分布,并得到了经过节流孔板后出现了流场中低于流体饱和蒸汽压的区域,该区域是流体汽化区。通过综合的手段最后确定导致该小流量管线振动高的主要原因是节流孔板的汽蚀。本文所用的方法对其他具有类似的振动现象的振动原因分析具有借鉴的意义。     

压水堆下腔室流量分布数值分析

建立了压水堆下腔室流场的三维数值计算模型,计算了不同环腔厚度和环腔内冷却剂速度条件下,下腔室内冷却剂的流场,分析了环腔厚度和环腔内冷却剂速度对下腔室流向堆芯的流量分布的影响。入口速度不同或环腔厚度不同,在下腔内冷却剂流动形成漩涡的位置、大小和流动速度均会发生改变,导致通过流量孔板通孔的流量分布不同。入口速度较低时,流量孔板上所有通孔的流量分布比较均匀,在平均值附近波动,流量最高的通孔小组出现在边缘处;入口速度较高时,流量明显地呈现出中心高边缘低的特点。通孔小组的流量最大值随着环腔厚度增加由孔板的中心向边缘移动。     

基于CFD的汽水分离再热器分析计算研究

通过三维数值模拟研究了实际运行工况下汽水分离再热器（MSR）内部流场细节,并对比了2种不同孔板开孔方式对波形板前气流均匀性的影响。采用标准k-ε湍流模型结合标准壁面函数对MSR内部进行了CFD气相流场三维模拟,其中孔板、波形板和管束采用多孔介质模型,通过UDF调整孔板开孔率,防冲板简化为多孔跃升边界。结果表明：分析计算结果与空气动力学试验结果数据绝对值或数据增减幅度较好符合;在保持平均开孔率与均匀开孔相同的基础上,非均匀开孔的波形板前气流速度更为均匀;蒸汽通过孔板和分离器的总压降不大于14 kPa,满足分离装置的压损设计要求,其中蒸汽的再热器管束的压降占整个流线压降的比例较大。     

适用于大压降小间距管道的节流件设计及分析

节流件广泛应用于核电站各类管道系统中,对于大压降和短距离的管道系统,节流孔板设置不合理将导致管道振动程度加剧并伴随节流件的孔径、厚度、偏心度和倒角等关键结构参数对节流效果的敏感性进行分析和计算,在此基础上,提出适用于大压降小间距管道的节流件为多级偏心节流孔板。计算表明:多级偏心节流孔板可有效抑制汽蚀和闪蒸的发生,节流效果较好,适用于大压降小间距管道节流。