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．     

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。     

主给水泵再循环管道含气水锤问题诊断与治理

为解决田湾核电站3号机组主给水再循环管道出现的振动异常问题,对再循环管道应力、压力脉动以及振动测试数据进行了分析。结果表明,主给水泵出口再循环管道中残留气体诱发的启泵过程中的含气水锤是导致主泵振动异常的主要原因,通过调整输水管道最小流量阀位置可消除含气水锤,解决了再循环管道振动异常问题。     

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。     

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。     

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。     

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。     

脉冲液-气射流泵基本性能试验

在相同的液-气射流泵实验装置上,采用脉冲和恒定工作液体射流,对液气射流泵的基本性能进行了试验研究。结果表明,对于恒定液-气射流泵存在一种最优工作压力,而脉冲液-气射流泵在同一脉冲频率、不同工作压力下的性能曲线基本重合;采用脉冲工作射流可以产生水锤效应,正是这种水锤效应,使得脉冲液-气射流泵在低于试验系统提供的极限压力0.1～0.15 MPa的工作压力范围内,液-气射流泵的工作效率可以提高4%～15%。     

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。     

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。     

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.     

管道流体瞬态—水汽锤计算原理

文中介绍了核电站管道中流体瞬态——水汽锤的计算原理;既适用于液体介质的水锤计算,也适用于可压汽体的汽锤计算.对于一些典型管道部件的处理方法,文中也作了讨论。     

对冲式止回阀局部流动特性仿真模拟

当压水堆核电站主泵工况变化时,回路会发生程度不同的水击现象,严重时不仅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型止回阀,其新型的导流结构设计可很好地减轻水击现象,提高核电站运行的安全性。本工作基于FLUENT流体仿真软件,利用动网格及UDF(用户自定义函数)技术,更真实地模拟了阀门关闭过程中冲压管喉部及其联接腔体内的流场与压力分布。模拟结果表明,虽然几何形状的变化会导致关闭过程中局部流速高于其他部位的,但对阀门关闭过程的稳定性影响很小。另外,通过对流场分析发现,阀门关闭过程可分为3个阶段,每一阶段均有其独立特征,为以后阀门结构的改进及可靠性分析提供了依据。     

900 MW压水堆一回路系统水锤特性研究

针对压水堆水力过渡过程,建立了三环路900 MW压水堆一回路系统水锤完整的数理模型及边界条件。采用特征线法,开发了FORTRAN水锤仿真程序,并对三泵并联在启动和切换工况下的水锤特性进行了数值研究。研究发现启动和切换过程中,发生2次流量突变、流向逆转、压差突变和振荡;流量突变和逆转均发生在阀门关闭支路,呈振荡衰减的波动趋势,最大倒流流量达1 370 m3/h;压差突变发生在后启动支路,压差振荡最大值达40kPa;并联泵启动方式决定倒流流量和压差突变大小。     

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。     

Mitigating check valve slamming and subsequentwater hammer events for PPFS using MOC

The method of characteristic (MOC) was adopted to analyze the check valve-induced water hammer behaviors for a Parallel Pumps Feedwater System (PPFS) during the alternate startup process. The motion of check valve disc was simulated using inertial valve model. Transient parameters including the pressure oscillation, local flow velocity and slamming of the check valve disc etc. have been obtained. The results showed that severe slamming between the valve disc and valve seat occurred during the alternate startup of parallel pumps. The induced maximum pressure vibration amplitude is up to 5.0 MPa. The scheme of appending a damping torque to slow down the check valve closing speed was also performed to mitigate of water hammer. It has been numerically approved to be an effective approach.     

Numerical simulation and optimization on valve-induced water hammer characteristics for parallel pump feedwater system

In this study, the method of characteristic line (MOC) was adopted to evaluate the valve-induced water hammer phenomena in a parallel pumps feedwater system (PPFS) during the alternate startup process of parallel pumps. Based on closed physical and mathematical equations supplied with reasonable boundary conditions, a code was developed to compute the transient phenomena including the pressure wave vibration, local flow velocity and slamming of the check valve disc, etc. Some interesting results were obtained and it was shown that severe slamming between the valve disc and valve seat occurred during the alternate startup of parallel pumps. The induced maximum pressure vibration amplitude is up to 5.0 MPa, which occurs under the high–high speed startup condition. The scheme of appending a damping torque with the check valve disc was also numerically performed to eliminate the water hammer for the optimum design purpose. The adoption of damping torque slows down the closing speed of the check valve and has been approved to be an effective approach. This work is expected to be instructive for the optimum design of the PPFS in NPPs so as to mitigate the potential damage caused by valve-induced water hammer.