CPR1000核電汽輪機中調(diào)閥動態(tài)特性數(shù)值模擬.pdf

1、中壓調(diào)節(jié)閥作為連接高壓缸與中壓缸的關(guān)鍵部件，其性能好壞直接影響著機組運行的安全性和經(jīng)濟性。對于百萬級核電汽輪機組，中壓缸進汽管道內(nèi)蒸汽流量較大，且中壓調(diào)節(jié)閥尺寸很大，其閥板和閥桿將承受很大的力和力矩，閥門在關(guān)閉過程中易發(fā)生卡澀現(xiàn)象，這將嚴重影響機組的安全性和經(jīng)濟性。非常有必要對核電汽輪機中壓調(diào)節(jié)閥關(guān)閉過程中的動態(tài)特性進行探究。
　　本文以某CPR1000核電汽輪機中壓調(diào)節(jié)閥為研究對象，首先以干蒸汽為介質(zhì)，利用FLUENT軟件并采用

2、滑移網(wǎng)格技術(shù)，對中壓調(diào)節(jié)閥關(guān)閉過程中的閥內(nèi)流場及氣動力矩進行了非定常數(shù)值模擬，得到了速度場分布、壓力場分布、壓損及氣動力矩隨時間變化的變化規(guī)律，并根據(jù)氣動力矩的變化規(guī)律探討了中調(diào)閥關(guān)閉過程中易發(fā)生卡澀的原因。其次以濕蒸汽為介質(zhì)，采用混合模型進行非定常數(shù)值模擬，探討了濕蒸汽的濕度及水滴直徑對閥內(nèi)流場及氣動力矩的影響，計算結(jié)果表明：
　　中調(diào)閥關(guān)閉過程中速度分布和壓力分布的不均勻性都隨時間變化先增強后減弱，在t=0.3s即調(diào)節(jié)閥開度為

3、40%時最為明顯。氣動力矩總體的變化規(guī)律也是呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢，在t=0.3s時達到最大值。這導致中調(diào)閥受到的合力矩也一直發(fā)生變化，在某一時刻，如果彈簧力矩與實際需要的關(guān)閥力矩不匹配就會導致中調(diào)閥關(guān)閉時發(fā)生卡澀。
　　濕蒸汽與干蒸汽的速度場分布基本一致，但不同時刻的干蒸汽速度最大值都比濕蒸汽的速度值要大。蒸汽含水對閥門壓損及氣動力矩的影響非常大，體積分數(shù)越高造成的閥門壓損和氣動力矩越大，而在一定范圍內(nèi)，水滴直徑對壓力損失和氣動