核动力二回路主辅蒸汽系统管网水力特性研究及应力校核

摘要

二回路系统是整个核动力装置的重要组成部分，二回路管网系统作为各设备输送工质的结构，其分配特性关系着各用汽设备的稳定运行。二回路管网系统分支多、流量大，且运行工况复杂，某一参数的变化会影响整个系统的流量分配，而且由于管路布置的复杂性，容易产生应力集中，威胁管路的安全性。因此研究二回路管网系统的水力特性与应力特性，对于整个系统的设计以及稳定运行有着重要的意义。 本文以母管制的二回路管网系统为研究对象。首先，仿照实际系统结构搭建原理性实验台，进行了稳态实验，探究了不同情况下各管路流量和压力变化规律;其次，仿照实际系统中可能出现的事故工况进行了动态实验，分析了各种情况下各管路流量和压力的变化规律;再次，利用Flowmaster对实际系统进行建模，对事故工况下管网系统的分配特性进行了动态研究;最后，利用CAESARⅡ软件对从蒸汽发生器至母管处的管道进行了应力校核，验证了管道布置的合理性并提出优化方案。 结果表明，通过仿真所得到的管网流量分配规律，在实验结果中得到了验证;在漏汽事故工况的仿真中，随着漏汽量的增加，主汽轮机管路和低压蒸汽发生器管路最先出现供汽量不够的现象，且随着漏汽量的增大，各用汽设备前的调节阀对该管路流量和压力的控制作用越来越小;在1号主汽轮机跳机事故工况的仿真中，通过对各用汽设备前调节阀的控制可有效维持各用汽设备流量和压力的稳定;在单堆失流事故工况的仿真中，各管路的调节阀对其流量和压力的控制作用非常小;在静态工况下，从蒸汽发生器至母管处管路的应力在许用范围内，但在安全阀排汽的动态工况下应力超标，并通过对管路结构的优化，使该工况下应力合格。