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。     

核电站凝结水旁路调节阀振动大的原因分析与对策

在方家山核电站和国内其他M310核电机组的运行中,均出现了凝结水抽取系统旁路调节阀振动过大的问题。振动对阀门造成了不同程度的损伤,从而影响了机组的稳定运行。此文针对方家山核电机组凝结水旁路调节阀振动过大的问题,通过阻塞流原理的运用和对现场参数的分析计算,查找出了引起该阀振动的根本原因,并针对性地提出了后续改进策略。     

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。     

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。     

核电厂汽轮机甩负荷中调阀阀位反馈与指令偏差超限原因分析

某1000 MW核电机组在快速甩负荷(FCB)试验时,中压调节阀(简称中调阀)不能及时关闭,发生中压调节阀阀位反馈值与指令值偏差超限问题,引发跳机保护动作。分析发现,造成这次问题的原因是调节阀弹簧力矩与阀门气动力矩不匹配。利用FLUENT软件对该汽轮机中调阀内的三维流场进行数值模拟,得到阀门气动力矩和阀门开度的变化关系。结果表明:气动力矩随调节阀开度的增加先增大后减小,开度为30°左右时达到最大值;此时,若弹簧力矩与阀门气动力矩不匹配就会发生中调阀关闭动作迟缓甚至卡涩问题,造成阀位反馈值与指令值偏差超限。     

下泄调节阀开度对下泄流影响的数值分析

对某压水堆核电站化学和容积控制系统(RCV)的下泄管路,采用Flowmaster程序作为计算平台进行了正常工况下的热工水力计算.分析了下泄调节阀RCV013VP的开度对下泄流量以及下泄管路中的一些物理参数的影响.计算结果表明,RCV013VP的阀门开度小于60%时,阀门开度对下泄流量影响显著;阀门开度大于60%时,下泄流量不再随阀门开度增加而明显变化.正常工况下即使RCV013VP全开,下泄流冷却剂也不会发生气化现象,但随着RCV013VP开度的增加,下泄管路冷却剂压力会越来越接近其对应温度下的饱和压力.     

秦山核电站下泄背压调节阀控制系统改进

下泄背压调节阀控制系统能够稳定下泄管段孔板后的压力,文章针对秦山核电站中系统功能冗余、电位被钳的问题,提出了解决方案。该方案删除了固态逻辑组件、主控跟踪卡,转移了跟踪卡取值位置,并在实际应用中运行良好。     

蒸汽发生器流量分配板及横向流局部压力损失系数计算

为计算得到蒸汽发生器流量分配板及横向流的局部压力损失系数,应用三维稳态热工水力软件GENEPI,在无重力、单相条件下,对管束区入口到第2块管子支撑板下游进行三维流场模拟,计算得到了给定出口压力下入口静压,进而求出进出口压降,并通过沿程摩擦以及局部压力损失关系式等,减去两块管子支撑板的压力损失及沿程阻力,推导求出蒸汽发生器流量分配板及横向流的局部压力损失系数。为验证方法的正确性及可行性,以CPR1000-SG和EPR-SG为对象,计算这两个型号蒸汽发生器流量分配板及横向流的局部压力损失系数,并将计算结果与国外经验系数进行对比,结果表明:计算结果与国外经验系数接近,误差在可接受范围内。     

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。