反应堆冷却剂流量控制研究

为优化反应堆冷却剂流量控制,提出了根据蒸发器蒸汽压力适时地连续改变反应堆冷却剂流量,以维持蒸发器蒸汽压力基本不变的控制策略。建立了被控对象的常微分数学模型,并根据当前实际控制工程领域仍然广泛采用传统PID控制的现状,设计了反应堆功率控制器和冷却剂泵转速控制器,并对其进行了详细阐释。根据蒸汽阀门开度阶跃变化整个闭环系统数值计算结果,确定了控制器参数。     

核主泵用机械密封摩擦学性能研究进展

核主泵是核电厂的核心元件,核主泵机械密封在其中起到防止介质泄漏的作用。当前,我国核主泵密封装置相关技术和产品受到国外垄断限制,核主泵摩擦副在运行状态下泄漏严重破坏核电系统的稳定运行和长周期服役,其摩擦学性能直接影响核主泵的运行性能。对于动压式核主泵机械密封,若没有处于完全液膜润滑状态,密封装置会出现异常磨损和泄漏率增大导致核主泵故障。针对核主泵摩擦副的液膜特性,从数学模型计算和软件仿真两方面分析。对温度场、速度场和应力场等进行分析,总结了密封环及副密封材料、端面热变形对摩擦学性能的影响,概述了端面形状的动压润滑机理及波度面、槽型结构和加工方法等因素对摩擦磨损的影响,为核主泵密封性能的提高和可靠运行提供理论基础。     

核主泵轴封二级密封摩擦状态判定的试验研究

核主泵静压轴封二级密封石墨静环的磨损是其失效的重要原因之一,采用变转速和变压力针对流体静压效应、流体动压效应对静压轴封二级密封泄漏量的影响进行试验验证,在试验的基础上利用已有数值模拟结果和在役电站的运行数据对二级密封的摩擦状态进行了研究。结果表明:核主泵静压轴封二级密封在正常工况下为全液膜流体润滑的非接触式密封,而非混合摩擦的端面摩擦密封。液膜主要由介质压力产生的收敛角约为4×10~(-3)rad的流体静压效应产生,流体动压效应对密封性能影响较小,可忽略不计。正常工况下,核主泵二级密封的石墨静环应无肉眼可见划痕。     

停车密封在大亚湾核电站反应堆冷却剂泵的应用可行性探讨

介绍了大亚湾900MW压水堆核电站反应堆冷却剂泵的机械密封结构,针对福岛事故后,为了提高反应堆冷却剂泵的应对事故能力,重点介绍了目前国外应用比较广泛的两种停车密封结构形式,以及探讨其在国内核电站主泵应用的可行性.     

轴封型反应堆冷却剂泵结构的对比分析

反应堆冷却剂泵(主泵)是压水堆核电站中的重要设备,其结构复杂,安全可靠性要求很高,本文主要介绍2种反应堆冷却剂泵的结构差异、各自的优点,对水力部件、轴承、机械密封和飞轮等进行对比分析。     

1000MW核电站反应堆冷却剂主泵的制造工艺

介绍了1000 MW核电站-反应堆冷却剂主泵关键零部件的加工工艺、承压部件和辅助系统的水压试验方法。论述了叶轮、导叶、机械密封等零部件制造工艺,并针对轴封主泵零部件的材料特性,制定了合理的加工方案,从而保证了该主泵的加工精度,满足了设计要求,实现了轴封主泵制造工艺的国产化。     

圆弧槽流体动压型机械密封的性能研究

以核主泵用圆弧槽流体动压机械密封为研究对象,建立了端面液膜压力控制方程,应用有限元法分析了稳态工况下圆弧槽几何结构参数对密封性能参数的影响,以在较高液膜刚度条件下获得较低泄漏量为几何参数的优化准则,得到了密封具有优良综合性能的几何参数优选范围.结果表明:当槽深比为2.0～6.0,槽数为8～24,槽宽范围在0.75 mm至端面外内半径之差的1/2,圆弧槽内半径小于和等于时端面外内半径之差的1/2时,密封具有优良综合工作性能.     

浅谈压水堆核电站主泵

简要介绍核电站主流堆型——压水堆、压水堆核电站主泵（反应堆冷却剂循环泵）的种类、功能及以300MW压水堆核电站反应堆冷却剂泵（简称主泵）的结构特点、关键部件（水力部分、密封、轴承等）的工作原理、性能及特点。     

基于CFX的国内某300MWe级核电站主泵内部流场数值研究

从反应堆冷却剂泵的经济性出发,以国内某300MWe级核电站主泵为对象,利用计算流体技术(CFD)对其内部流场进行了数值研究,以效率为中心,重点分析了主泵叶轮段、导叶体段的速度、压力分布.通过计算9个不同流量点,得到了叶轮段和整个泵段的性能曲线,并根据对比分析结果提出了优化设计方案.     

不同T形动压槽液膜密封性能对比分析

针对T形槽机械密封摩擦副密封环端面间的液膜密封性能问题,建立了收敛形、直角形和发散形3种形式的动压槽液膜几何模型;并对3种不同形式动压槽的液膜流场进行了数值计算,得到了对应端面流场的压力分布。讨论了不同工况对3种槽形结构密封性能的影响并进行对比分析。结果表明:3种槽形结构的端面液膜压力分布规律相同,端面液膜压力均在左侧槽底部达到最大值,且动压槽两侧具有明显的压差,能够产生明显的动压特性;3种槽形结构的开启力和泄漏量均随着转速和压力的增大而增大,其中压力对密封性能的影响相对于转速对密封性能的影响较大;发散形槽比直角形和收敛形槽具有更强的动压特性,且拥有较高的开启力和较低的泄漏量,从而具有较好的密封性能。     

核主泵用动静压波度机械密封机理

核反应堆主泵主轴密封形式多样,动静压结合型波度机械密封是Andritz核主泵主轴密封结构形式,其特征在于密封端面为径向锥度和周向波度的组合.通过对波形几何模型的数学处理,将膜厚变化引起的动压效应和静压效应进行解耦.在层流假设的基础上,基于稳态下二维Reynolds方程,针对核主泵轴封不同工况分别作考虑空化的流体有限元仿真分析,考察参数变化对密封性能的影响,从而揭示出动静压结合型波度机械密封的工作机理.研究表明,动静压结合型波度端面机械密封中,动压和静压效应并不始终同时起作用,在正常工况下主要依靠静压效应承载;而在密封间隙较小或密封出入口压差较小时,因为液膜发生空化,动压效应才起到承载作用,从而保证密封在特殊工况下保持非接触状态,减小碰磨的几率,提高了密封的工作可靠性和使用寿命.     

流体静压式核电站主泵二级密封由接触式到非接触式转变的密封性能分析

利用ANSYS对流体静压式核电站主泵密封的第二级密封动环组件建模,计算得到密封环在高压下的变形情况,通过Fluent对核电站主泵第二级密封在高压情况下端面流场建模,得到密封端面流场的压力分布、速度场及密封的开启力和泄漏量.计算模拟了机械密封环的端面变形及机械密封由接触式机械密封转变为非接触式机械密封过程.结果表明,核电站主泵的第二级密封的动环组件在第一级密封失效的情况下会通过变形形成收敛面非接触型机械密封,并能在工况要求的情况下正常工作.     

核主泵流体静压式二级密封的压力变形数值研究

采用ANSYS软件和FLUENT软件数值分析了在核主泵一级密封失效时,流体静压式二级密封在密封压力下由接触式转变为非接触式机械密封的机理、密封端面的压力变形规律、密封液膜的流体动力学特性、以及密封端面变形对密封性能的影响规律。     

福清核电站主泵轴密封系统水力分析北大核心

福清核电站1～4号机组主泵(冷却剂循环泵)轴密封系统与100-D型主泵轴密封系统有很大差异,本文通过建立ANDRITZ主泵轴密封系统水力模型,分析了主回路系统压力变化、轴密封注入流量变化对各级轴密封参数的影响,以及各级轴密封在损坏和阀门误动作情况下,各级轴密封参数变化的情况。本文可为核电站操作人员分析主泵运行状态提供参考。     

大圆形孔端面机械密封性能分析

考虑液膜空化的影响,采用有限单元法求解层流、等温条件下控制流体密封端面膜压的雷诺方程,分析大圆形孔端面机械密封在不同端面几何结构参数和操作条件下,端面液膜压力分布以及开启力、液膜刚度和泄漏率等密封性能参数的变化规律,对比微孔与大孔密封端面的性能,指出大圆形孔端面密封产生承载力的机制;以最大液膜刚度及开启力为优化目标,在研究范围内获得大孔的最佳孔深。结果表明:在相同研究条件下,随着孔径和孔数的增加,大圆形孔产生的流体动压效应比微孔更强;随着介质压力的增加,静压效应增强,空化效应减弱,由此导致端面开启力增大,液膜刚度下降,泄漏率增大;随着转速的增大,开启力和液膜刚度均增大,而泄漏率减小。     

台山核电站主泵较之大亚湾主泵的设计改进

法国日蒙公司于20世纪70年代初期开始使用美国西屋公司技术生产93D和100型主泵(反应堆冷却剂循环泵),通过技术引进、吸收和再创新,至20世纪末,其生产的核主泵在世界上已处于先进水平。我国大亚湾和台山核电站主泵均由法国日蒙公司设计制造,本文通过台山核电站与大亚湾核电站主泵水力部件、轴密封等零部件的设计对比,分析日蒙公司主泵在技术方面的改进。     

LaserFace液体润滑端面密封性能研究

LaserFace液体润滑端面密封(LF-MS)能提供全膜润滑,密封寿命得到延长,可以应用于几乎所有清洁液体介质润滑的场合,特别适用于易汽化介质等苛刻工况。针对LF-MS,采用混合接触理论,建立了其二维数学分析模型,通过液膜压力分布和液膜速度场的分析揭示了LF-MS的工作机理,对比分析了等深和变深动压槽LF-MS、普通平面端面密封及含矩形引流槽端面密封等4种不同端面结构机械密封的性能。结果表明:LF-MS具有端面动压效应好、摩擦系数低及液膜刚度高的优点,综合性能明显优于普通端面密封和含矩形引流槽端面密封,且与等深动压槽相比变深动压槽对提高LF-MS的密封性能作用明显。     

百万千瓦核主泵副推力瓦异常磨损浅析与改进

某1000MW核电站反应堆冷却剂泵调试期间,在一回路压力为2.80 MPa启动时反应堆冷却剂泵(简称主泵,下同)温度出现异常升高,解体检查发现副推力瓦已出现异常磨损。本文对主泵轴承室结构进行介绍,重点对副推力瓦异常磨损原因进行了排查分析。并给出了改进措施,为同类型泵提供了一定的参考经验。     

百万千瓦级核电站轴封型主泵研发方案

反应堆冷却剂泵是压水堆核电站一回路系统的关键设备之一,其可靠性直接影响到反应堆的安全运行。文中介绍了我国自主开发的轴封型反应堆冷却剂泵研发项目的必要性和项目总体研发策略,并基于华龙一号项目的设计要求,提出了轴封型主泵的总体技术方案、需要解决的关键技术问题及试验与鉴定项目。     

某核电厂主泵轴密封分析

核电厂主冷却剂泵的轴封至关重要。对一种首次在我国应用的核主泵用动压密封的结构组成、密封机理、工作流程和试验表现进行了介绍分析,为该主泵后续的运行维护和同类型机封在国内的应用提供参考。