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。     

49-2游泳池式反应堆一回路非能动破坏虹吸功能的建立

2013年49-2游泳池式反应堆增加了一回路非能动破坏虹吸功能,以弥补手动破坏虹吸阀门在特殊情况下不能打开的不足。在改造前,分别计算了在不同孔径的虹吸破坏孔下一回路正常运行时的漏流和事故情况下虹吸破坏能力。根据计算结果,在堆水池内一次水管道6.5m高处打了一个1.6cm直径的孔作为非能动破坏虹吸孔。验证表明,新增的非能动破坏虹吸孔即不影响反应堆的正常运行,也具备了破坏虹吸的功能。     

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。     

止回阀水锤分析

文章分析了止回阀水锤过程,求解了阀板运动微分方程,得到阀门开度无量纲数τ(t)的计算公式。用特征线法计算了止回阀水锤压力波。结果表明,偏置止回阀的水锤压力波最大峰值仅是悬挂式止回阀水锤压力波最大峰值的1/3。增大阀板的转动惯量J、加大限位角Φ_0可以减小水锤压力波峰值并能缓和阀板的振动。分析计算与实验结果符合得较好。     

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。     

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。     

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．     

49-2泳池式反应堆非能动虹吸破坏孔方案设计及计算分析

基于安全考虑，49-2泳池式反应堆一回路冷却水系统将增设1个非能动虹吸破坏孔。在确定开孔位置的基础上，利用RELAP5/MOD3.3程序分别对孔径为1.5 cm和2.0 cm时的虹吸破坏能力进行了计算分析。结果表明：在停堆停泵状态下，一回路大破口失水事故时，两种孔径的虹吸破坏孔均能破坏回路中的虹吸作用，避免产生堆芯裸露的严重后果。为保守起见，最终选择虹吸破坏孔的孔径为2.0 cm。     

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。     

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。     

反应堆管道系统水锤现象不利影响及防治措施研究进展

在核电反应堆及研究型反应堆系统中,水锤是一种较为常见的现象.反应堆循环水供水系统、蒸汽系统及其他辅助系统(如热阱)和水力测功系统等都曾发生过多起水锤现象.水锤现象往往伴随很响的锤击声,轻则引起相邻管道振动,重则导致结构性缺陷,造成管网漏液甚至供给中断,时刻威胁反应堆运行安全.本文调研了国内外水锤现象的研究现状及进展,重...     

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。     

低压系统中非能动虹吸破坏的机理研究

虹吸破坏现象对核安全中的冷却剂丧失事故有重要影响。对非能动空气-水两相流系统中的虹吸破坏过程进行了实验研究,观测了流动过程,对压差、液相流量及液位随时间的变化进行了测量。实验观察到下降管段中的两相流流型随时间变化依次为泡状流、弹状流和降膜流。实验结果表明,非能动虹吸破坏系统能够显著增加压降,降低液相流量。因此,非能动虹吸破坏现象能够减少冷却剂丧失事故中堆芯裸露的风险。     

核电厂重要厂用水泵出口管道振动分析及处理

为了解决3SEC004PO出口管道振动问题,依据水锤压强的计算公式,分析了含气量对有压供水管道水锤压强的影响,研究结果表明有压供水管道内含有气体会进一步增加水锤压强值,且含气量越大水锤压强升高值越大,所含气体的温度越高,水锤压强升高值越大。基于水锤理论、功能原理、动量定理以及虹吸效应具体分析了3SEC004PO出口管道振动的根本原因,并针对根本原因采取针对性的改进措施,解决了3SEC004PO出口管道振动问题。该文可供同行核电站管道专业设备维修及设备管理人员参考与借鉴。     

美国核电站中的水锤及其评价

概括地总结了美国近年来对核电站中水锤事件的评价结果,包括水锤发生的原因,发生的频率,所造成的破坏和受影响的系统等。通过对水锤事件的评价以及根据以往核电站的运行经验,提出了防止、消除或者减轻水锤的一些设计上和运行操作方法上的改进措施,文中概括了当前美国NRC 对水锤问题的一些主要看法,并指出了水锤问题在我国核电站建设中的重要性。     

水锤引起的管道振动特性分析

水锤的冲击力常常造成管道的振动破坏,影响管道的安全使用.以一种类弹簧管道结构为研究对象,从不同载荷端输入相同的水锤冲击,来模拟阀门的开启和关闭产生的水锤影响.采用ANSYS/LS-DYNA程序,对该管道系统在水锤冲击力作用下,在空气和水中的响应情况进行了数值模拟.结果表明,系统受到水锤冲击后速度和位移响应很快衰减;从柔性端输入时,系统响应更剧烈,振动持续时间也更长,这点和以前实验观察到的结果相同.     

核电站乏燃料水池冷却系统虹吸破坏管性能安全分析

国外核电站的运行经验表明,核电站乏燃料水池冷却（PTR）系统的虹吸破坏管性能存在安全隐患,在某些工况下不能有效阻断虹吸流。本文采用RELAP5软件对国内某典型核电站的虹吸破坏管性能进行安全分析。结果表明,在现有的设计条件下,虹吸破坏管无法及时、有效阻断管道断裂后产生的虹吸流动,乏燃料水池冷却水持续从断裂处泄漏,并导致冷却水管道入口露出水面,从而引起乏燃料水池冷却能力丧失,为核电站安全带来极大风险。进一步分析表明,虹吸流引起的乏燃料水池水位下降幅度受断裂点处距水面的高度差、管道流动阻力和PTR系统的管道结构3个因素的共同影响;管道流动阻力可有效缓解和降低由管道断裂引发的虹吸流动的危害性。     

虹吸破坏装置设计验证试验研究

<正>为了对示范快堆虹吸破坏装置进行设计验证,建造了一套可用于该装置功能验证的试验系统以完成相关试验研究。示范快堆的虹吸破坏装置是用于一回路净化装置堆外管路发生破口时,终止或延缓由虹吸现象引起的液钠泄漏事故的专用安全设施。针对该装置的运行特点验证试验系统模拟了虹吸破坏装置的设计结构、堆内相对位置、堆外管路流动特性,并在试验中模拟堆内稳态     

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。      

CEFR二回路水锤分析

CEFR以液态钠作为一、二回路冷却剂。二回路蒸汽发生器泄漏发生钠水反应会在二回路系统中引起水锤,水锤事故可以引起管道的甩摆,拉断管道支撑,使管道破裂,甚至直接造成核电厂事故停堆。因此,水锤是CEFR设计和安全分析中的一个重要问题。本工作在清华大学按照CEFR一、二回路系统初步设计参数编制的水锤分析程序的基础上,采用CEFR二回路冷却系统施工设计参数重新进行分析计算。CEFR二回路水锤分析@唐龙 @王彬