超（超）臨界疏水閥控管道水擊振動特性研究.pdf

1、本文是在國家自然科學(xué)基金資助項目（編號：51349008）的支持下完成的。超（超）臨界火電機組疏水閥一般用在電站主蒸汽管路、二級過熱、冷再及抽汽回?zé)岬日羝苈诽幍氖杷傲髁空{(diào)節(jié)。據(jù)國家能源局超（超）臨界火電機組關(guān)鍵閥門國產(chǎn)化實施方案，由于缺乏基礎(chǔ)研究，超（超）臨界火電機組疏水閥仍然長期依賴進口。該類閥門中工況苛刻的主蒸汽疏水閥工作時閥前壓力在30MPa左右，工作溫度可達610℃，而閥后連接的凝結(jié)水回收系統(tǒng)壓力較低（一般小于1MPa），在

2、如此高的高壓降下，易誘發(fā)閥后管道水擊振動，產(chǎn)生空化、噪聲，嚴重地影響系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，甚至造成事故。針對超（超）臨界工況下管道水擊振動的問題，本文以閥控管道系統(tǒng)為研究對象，進行了以下一系列研究：
　?。?）介紹了管道水錘的幾種典型工況和危害，從成因和影響因素兩個方面分析了疏水管路水擊振動的關(guān)聯(lián)因素，針對國內(nèi)外管道水擊振動研究的進展，提出了研究開閥水擊及從閥控角度抑制管道水擊振動的必要性。
　?。?）基于疏水閥工作、控制原理和管

3、道軸向振動方程建立了閥開啟時閥后管道水擊振動的數(shù)學(xué)模型，著重考慮了閥開啟過程的邊界條件，實現(xiàn)了液-管流固耦合分析的連接耦合。通過特征線法推導(dǎo)了編寫程序的差分方程，建立了閥控管道水擊振動分析的數(shù)學(xué)模型，為閥控管道水擊振動研究奠定了理論基礎(chǔ)。
　?。?）借助計算流體力學(xué)軟件分析了疏水閥流量特性的變化規(guī)律，進一步得到閥相對開度隨開啟時間變化的τ-t曲線，確定了管道系統(tǒng)在疏水閥處的邊界條件。通過研究蓄水池-閥-管道-盲板的典型水擊模型，獲

4、取了管道測點壓力和管壁質(zhì)點振動速度等變量的時域變化曲線、定時刻相關(guān)參數(shù)沿程變化曲線、水錘壓頭包絡(luò)線等物理量分布曲線，分析了管道水擊振動分析的各類依據(jù)。同時，分別依據(jù)蓄水池-閥-管道-孔板模型、蓄水池-管道-閥-回水池模型，分析了開閥過程中各邊界工況下水錘波和應(yīng)力波的發(fā)生、傳播等特點，并分析了不同工況對管道水擊振動特性的影響。
　?。?）依據(jù)蓄水池-閥-管道-回水池模型，研究了開閥速度、開閥規(guī)律、流量特性等因素對水擊、管道振動劇烈程