二回路系统汽水管网热力水力特性仿真研究

发布时间：2020-09-08 21:29

　　主辅蒸汽系统和凝给水系统是核动力二回路系统正常运行的两个重要子系统。主辅蒸汽系统的管道布置繁杂,适当缩减主蒸汽母管管径,可以降低造价节省空间。在凝给水系统中,当系统变工况运行与突然关阀停泵时会对导致系统中流量与压力的变化,当变化过于强烈时会使系统中设备受损。因此研究汽水管网的热力水力特性及凝给水系统中水锤产生的压力波动规律,对系统的安全稳定运行具有十分重大的意义。本文以核动力二回路系统中的主辅蒸汽系统与凝给水系统作为研究对象,利用仿真计算软件Flowmaster的稳态计算模型,对主辅蒸汽系统与凝给水系统进行热力水力计算,校核软件上建立计算模型的合理性。在主辅蒸汽系统中,在各工况稳态运行时缩减母管管径至比最大支管管径略大,研究此时母管中流速与母管后各设备入口压力的变化。利用Flowmaster软件的瞬态计算模型,对凝水系统变工况进行动态仿真,在系统中加入PID控制元件,控制辅冷凝器、主冷凝器、除氧器中水位与阀门开度,确保系统中设备安全运行。对给水系统中给水控制阀快速关闭与停泵过程的水锤现象进行仿真,观察压力波动幅度与持续时间,分析并提出降低压力波动的措施以减缓水锤现象。得出结论:当缩减主辅蒸汽系统中母管管径时,由于系统中蒸汽发生器的出口压力值很大而连接母管与其后各设备的管段长度相对较短导致阻力损失数值很小,故在稳态工况下改变母管直径其后各设备入口压力值变化不明显,可将母管管径缩减。凝水系统变工况运行时,由控制元件对调节阀进行调节,使得辅冷凝器、主冷凝器、除氧器中水位波动偏差值均在1%以内,设备安全运行。给水系统中,给水控制阀和给水泵快速关闭时管道会产生明显的压力波动。在1s内关闭时,阀前节点压力波动值高达4.88MPa水泵前节点压力波动值在1.44MPa左右。随着阀门或水泵关闭时间的延长,水锤压力的峰值逐渐降低,表明尽可能延长阀门或水泵的停泵时间,可以有效地降低水锤压力。同时,本文提出在阀门与水泵后设置气阀能够达到减缓水锤的目的。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TL353
【部分图文】：

基本组成结构,二回路

其基本组成结构如图1-1 所示。图 1-1 二回路基本组成结构学者们通过很多方面对二回路系统进行了研究，研究的方向与所研究的成果息息相关。当所要求的成果非常详尽时，所需要考虑的参数也随之增多。国内学者在进行蒸汽管网的水力计算研究时习惯把蒸汽的密度、粘度随温度、压力的变化考虑进去，但由于单方面的对蒸汽管路进行水力计算并不能满足在精度上的要求，故蒸汽管路的水力参数和热力学参数互相影响这一重要问题也被许多学者关注[8]；二回路系统的热经济性一直是一个值得关注的话题，学者们在汽水管路的热工计算的同时也关注汽水运输时的热损失；热工水力参数是二回路系统的设计以及运行的重要支撑，故学者们对二回路稳态系统的热工水力参数与动力响应特性的计算方法进行了研究；

示意图,示意图,正系数,流动长度

状态≤2000过渡区域2000＜Re≤400064R elf= (1 )l lf = xf + x flf f= 。失计算式为：2Re2b fvp k C CρΔ = 失系数；正系数；修正系数。考虑了弯头的流动长度以及弯头的曲率1 Colebrook-White 模型损失系统计算方

示意图,阀门,过渡接头,示意图

图 2-3 阀门示意图计算式为：2Re2vp kCρΔ = 流动损失系数；修正系数。类：分为突变过渡接头（Abrupt Transition）和渐变在本文中所用的过渡接头为渐变过渡接头，见图

【参考文献】