旋启式止回阀关阀水锤优化分析

建立了双泵并联给水系统数学物理模型,针对旋启式止回阀关闭过程中形成的水锤进行编程计算,分析作用在止回阀阀板上的力矩以及阻尼扭簧力矩对关阀水锤的影响。结果表明：在双泵并联给水系统中,旋启式止回阀在关闭时会产生明显水锤,作用在阀板上的力矩对水锤的作用效果有一定影响,选择合适的止回阀阀板材料以及加装合适的弹簧可有效缓解水锤危害。     

田湾核电站淡水输水工程停泵水锤防护措施

通过水锤分析及计算，田湾核电站淡水输水工程采取在管线高点处设排气吸气阀，水泵出口设持压泵控阀、压力波动预止阀等停泵水锤防护措施，经过一年多运行，未发生水锤现象．     

铅铋介质闭式换向器运行特性与水锤现象研究

为研究闭式换向器在液态铅铋合金（LBE）介质换向过程中的流量稳定性及其适用性,采用FLUENT软件结合重叠网格方法对三通切换阀形式的闭式换向器换向时上游的压力与速度波动进行计算分析。结果显示,换向过程中,阀芯启动及停止运动时产生水锤,水锤波以介质声速在管道中传播,从而影响管道内压力和速度的分布,水锤波的峰值大小与介质密度、阀芯运动速度成正比,水锤波频率不受阀芯运动速度影响。由于水锤波的波峰值较大,使此类型闭式换向器在LBE下换向动作时上游管道难以维持稳定流量并威胁装置安全,故在LBE流量标定装置中不适用。     

基于耦合程序的流体瞬变流动水锤现象分析

水锤现象严重威胁系统的安全,而设备的启闭是产生水锤现象的重要因素之一。本文针对并联双泵系统建立耦合程序,计算研究泵启动和阀门关闭时的流体瞬变水锤现象。验证过程证明了耦合程序的正确性,并将三维稳态模型计算结果与实验结果进行了对比,二者符合良好。瞬态分析中,动网格技术成功模拟阀门关闭,并获得了闭合时阀内的重要热工水力参数。通过对比泵启动耦合计算结果与传统RELAP5计算结果可知,耦合程序能正确预测水锤压力波和水锤载荷。耦合分析较一维计算能更直观地展现系统中重要设备内的流体瞬变特性。计算获得的三维瞬态特性能对阀门的设计和优化提供重要的参考。     

核岛重要厂用水系统停泵水锤计算分析

核岛重要厂用水（SEC）系统是核岛向最终热阱（大海）的直流海水输热系统、安全级系统,必须长期稳定、安全、可靠的运行。文章通过数值模拟的方法计算SEC系统停泵时的水锤过程,分析空气阀、单向调压水箱、缓闭止回阀水锤防护方案在SEC系统中的适用性。     

核反应堆一回路系统水锤数值模拟

采用特征线法,针对核反应堆一回路系统特点建立完整的数学物理方程和边界条件。自主开发WAHAP水锤计算程序,并对含止回阀的4泵并联系统在启动及切换工况下的水锤特性进行模拟计算。计算结果表明,所研究工况中有2个不同阶段存在阀瓣多次剧烈撞击阀座的过程和2种形式的压差震荡。     

压水堆核电厂三回路停泵水锤数值模拟

应用停泵水锤的基本理论．建立了压水堆核电厂三回路水泵、泵出口阀、冷凝器和出水虹吸井等边界条件的数学模型．并采用特征线法进行求解结合工程实例计算说明．泵出口阀的关闭程序对水锤压力的影响较大．水泵出口采用两阶段关闭液控蝶阀可以有效减小停泵水锤压力．但其关闭程序应在水锤数值模拟分析的基础上优化确定。     

水锤实验装置和压水堆用新型止回阀的水锤试验研究

本文介绍了我们自行设计的以轻水(去离子水)为介质的的常温不锈钢回路的水锤冲击实验装置。采用专门设计的四通转换阀及其气动操作机构,可以对核反应堆冷却剂回路在“关、停、并、转”过程中产生的倒流现象进行水锤冲击模似试验。同时,对 φ150和 φ200两种压水堆用新型无冲击止回阀进行了水锤的试验研究,得出了它们的瞬态冲击波的波形、峰值大小和波动的持续时间等动态特性。对现有水锤计算方法作了一些分析。     

热工水力系统程序中数值水锤问题研究

基于两流体六方程的热工水力系统程序在计算蒸汽即将从控制体中消失或水即将充满控制体工况时,由于空泡份额较小的两相混合物和纯液相之间可压缩性的不连续变化以及离散动量方程的离散方法,可能会出现虚拟的压力峰值,即数值水锤现象。本文以热工水力系统分析程序RELAP5为参考对数值水锤问题的缓解方案进行了分析研究,给出了详细的检测逻辑以及修正方案,并应用于普赖尔管问题和冷凝实验工况的计算分析。结果显示,数值水锤缓解方案的启用能够缓解两流体程序中针对该类问题由于数值方法带来的压力瞬态效应,从而能够明显地降低压力峰值,避免了严重扭曲瞬态解的出现。数值水锤缓解方案减缓这一虚拟压力峰值,有利于提高程序计算的稳定性;针对该问题此方法可为同类型系统程序的开发及模型优化提供参考。      

水锤载荷作用下管道变形及动态应力

采用基于流构耦合的有限元方法模拟了管道内三维水锤现象发生的过程及管壁的动态响应。在考虑流体与管道结构体相互作用的基础上,通过任意拉格朗日欧拉法(ALE)仿真分析和确定了管壁最大变形发生在距管末端约1/3管径处,最大变形滞后于水锤波到达时刻。进一步研究发现,在管壁三维动态应力中,周向应力起主要作用,并且与水锤压力波的周期具有较强的相关性。     

快堆钠回路水锤程序开发与应用

研究开发了快堆钠回路水锤分析专用程序WHA。该程序在一维特征线法（MOC）传统的压力波传播数学模型中补充了钠腔－气腔外边界模型，并采用气泡离散模型模拟低压液柱分离中的蒸汽穴的生成与溃灭。程序用FORTRAN90语言对快堆实验钠回路ESPRESSO中由于阀门的快速开启与关闭引起的压力波传播进行了分析计算。计算结果表明：将钠腔－气腔引入水锤压力波传播的数学模型进行程序计算的结果是合理的。     

压水堆核电厂主给水管道水锤计算及分析

核电厂二回路主给水系统是保证蒸汽发生器冷却的重要系统,同时也是水锤频发的管段,研究水锤对主给水系统的规律对于系统稳定运行具有重要意义。文章以主给水系统作为研究对象,通过Flowmaster软件的瞬态计算功能,建立给水泵、控制阀门等边界条件下的数学模型,计算阀门、泵关闭时产生的水锤压力,并且导出压力等参数的瞬时变化解。结论验证了Flowmaster瞬态计算功能计算水锤的可行性,结合工程实例说明,增加给水控制阀、给水泵关闭时间能有效控制水锤,改变给水泵、给水控制阀关闭触发信号间隔能缓解水力冲击,以及管径等因素对水锤的影响,对于实际工程中的设计和系统优化具有一定指导作用。     

核电站循环水系统瞬态计算和虹吸破坏阀选型分析

以Flowmaster软件作为计算工具建立了核电厂循环水系统模型,计算了停泵工况下虹吸破坏阀故障不打开时循环水系统的最大水锤压力,对虹吸破坏阀的通流口径选取和阀门打开时间进行了敏感性分析,给出了能有效消除水锤的虹吸破坏阀选型要求。     

快堆钠回路水锤程序开发与应用

本文在基于一维特征线法（MOC）的传统的压力波传播的数学模型中补充和完善了钠腔-气腔外边界模型，同时采用了气泡离散模型模拟低压液柱分离形成的蒸汽穴的生成与溃灭。在此基础上编制了专用程序WHA，利用该程序对快堆实验钠回路中由于阀门的快速开启与关闭引起的压力波的传播进行了分析计算，计算结果的合理性表明了包括钠腔-气腔在内的水锤压力波传播的数学模型的有效性和程序计算的可行性。     

压水堆主回路失水事故下水锤与管道结构的相互作用分析

传统的水锤分析和管道动力响应计算是分开的,存在一定的缺陷。本文针对核电站主回路假想双端断裂时系统的受力和力矩分析这一问题,对破裂管道分充体和管道的耦合机制,引入描述流体－管道单元的１４个参数和１４个偏微分方程,利用特征线法对水锤和管道结构的相互耦合作用进行了模拟计算。计算得到了更为准确的水锤波和管道的受力和力矩,其波形和数值均与不考虑耦合作用时有所不同。这些计算结果为压水堆核电站的核安全设计和分析     

水锤反问题及其在压水堆安全分析中的应用

针对两类与水锤控制密切相关的水锤反问题,构造了一种判别函数,在原问题有唯一稳定解的条件下,用此判别函数可以确定出反问题解的范围,并给出了具体解法。以水锤反问题为理论基础,建立了压水堆一回路水锤控制的方法。理论分析和数值计算表明,用求解反问题来对压水堆进行水锤控制是一种准确可靠而又简便易行的方法。     

对冲式止回阀原理及启闭特性分析

压水堆核电站主泵工况变化时,由于止回阀阻止流体逆流,回路会发生程度不同的水击现象.水击严重时不但会产生瞬时超压,危害压力边界,也可能造成止回阀失效.对冲式止回阀是一种新原理止回阀,是为解决传统止回阀关闭时产生的严重水击现象而设计的.分析和实验表明对冲式止回阀能有效地解决回路的水击问题,也能可靠地阻止流体逆流.     

非均匀流场下主止回阀水力特性分析及其设计改进

运用计算流体力学(CFD)软件对多环路反应堆主止回阀流道模型进行水力特性分析。采用主泵出口非均匀流场,计算主止回阀全开状态下水冲力矩。考虑非均匀流场下影响主止回阀水力特性关键结构因素,依据水力特性计算结果开展改进设计,并对改进设计后的模型重新进行数值分析。结果表明:采用泵阀耦合运行非均匀流场时,与改进前相比,改进后主止回阀阀板全开状态下所受趋开水冲力矩增大,阻力损失大幅降低,较好适用泵阀耦合非均匀流场下运行工况,满足系统运行要求。     

核电厂主给水系统再循环阀设计布置试验研究

对某核电厂主给水系统再循环阀的设计布置进行试验研究,分析引起再循环管道在启泵瞬间突然跳动并伴随爆破声的根源,以及泵组基础错位及振动超标与再循环阀异常情况之间的关系。结果表明,多级笼式调节阀不能布置于有空气残留的高压给水管道中,否则在启动阶段将诱发破坏性水锤。通过优化再循环阀的设计布置,最终解决了主给水系统的非正常启动问题。      

非能动先进核电厂主给水管道水锤模拟计算

核电厂主给水系统用以保证蒸汽发生器的冷却,主给水管道作为其中主要的压力管道,直接向蒸汽发生器提供所需温度、压力和流量的给水。由于压力管道易发生水锤现象,研究水锤对主给水管道的影响是主给水系统设计的重要内容。本文以非能动先进核电厂主给水系统的设计为例,通过PIPENET软件对主给水管道的水锤现象进行模拟计算,分析主给水隔离阀不同的关闭形式、不同的关闭时间及主给水泵不同的关闭时间对管道内水锤的影响。结果表明,主给水隔离阀的关闭时间越缓慢、主给水泵关闭时间越长,主给水管道内的水锤压力和载荷越小。对于主给水隔离阀的关闭形式,选择行程-时间曲线为先快后慢的类型,产生的水锤压力和载荷最小。