基于凝汽器壳侧蒸汽流场的冷却管防振改进研究

冷却管束是凝汽器的关键敏感部件,因设计不足导致凝汽器在某些运行工况下发生冷却管振动、碰磨损坏,严重影响了凝汽器设备运行的可靠性。由于凝汽器壳侧蒸汽流动过程错综复杂,使得汽流冲击冷却管束产生激振难以控制,某些核电厂虽然采取了一些针对性的措施,但在后续运行中又发生了冷却管振动断裂故障,说明现有的措施存在局限性。通过对不同运行工况下凝汽器壳侧蒸汽流动不均匀性及局部流速变化分析,发现在某些冷却管束区域局部汽流速度过高,易引发冷却管束振动、碰摩故障。通过对核电凝汽器壳侧蒸汽流动的数值模拟与计算分析,可以为改进冷却管振动防范措施和优化凝汽器运行方式提供依据。

M310核电机组凝汽器运行方式优化

国内核电厂的常规岛循环冷却水系统通常是采用海水直流供水方式,主要由凝汽器、循环水泵及管网系统组成,是保证汽轮发电机组经济、安全、稳定运行的关键设备。针对凝汽器单侧运行方式对机组产生的不利影响,系统性地分析了凝汽器、循环水泵设备运行特性及相互之间的影响,并通过凝汽器单侧运行现场操作试验和数据分析循环水系统功能设计改进的影响。经过现场试验验证与分析计算,确定了循环水泵运行的实际工况点,分析了凝汽器实际运行冷却管内流速变化的影响,为凝汽器循环水系统运行方式优化提供了数据依据。

核电汽轮发电机组输出功率预测方法研究

采用先进的机器学习算法建立了机组运行重要状态参数的监测、时间序列预测和回归计算模型,开发了核电机组输出功率曲线优化软件。该软件在机组历史运行数据中提取特征参数,基于时间序列预测和随机森林算法建立计算模型,对采集的机组历史数据进行训练和回归计算,实现了核电机组运行参数状态的预测和超前预警,经上线测试验证在线监测功能正常并可获取未来12 h趋势预测,可为机组输出功率调整操作提供优化方案。

基于壳侧流场的电站凝汽器冷却管汽流激振评估的数值模拟

为了更好地评估凝汽器冷却管的汽流激振情况,提高电站凝汽器的安全保障,采用数值模拟方法,对凝汽器喉部和壳侧分别进行蒸汽流动的模拟,其中壳侧蒸汽流动的模拟以喉部出口流场作为入口条件,基于凝汽器壳侧流场分布计算了用于判别汽流激振的参数—临界横流速度和风险系数,从而完成对冷却管汽流激振的评估研究。对某凝汽器模拟研究结果表明:该凝汽器两侧上方“树枝”间管束模块外围冷却管处汽流激振的风险系数约为1.2,存在很大的汽流激振可能性,所评估的汽流激振位置与该凝汽器冷却管振动失效位置有一定的吻合度。该方法可以在管束横截面上对凝汽器冷却管进行更具体细致的评估。

基于喉部出口流场的电站凝汽器管束汽流激振评估的数值研究

管束汽流激振现象的避免可以提高电站机组凝汽器的安全保障。采用数值模拟方法,对凝汽器喉部的蒸汽流动进行模拟,在基于喉部出口流场分布的基础上,选用判别汽流激振的工程经验公式——Peake C.C.公式完成了对管束汽流激振的评估研究。研究结果表明,不同工况下喉部出口的流场分布有所不同,在喉部出口二维截面上评估出的可能发生汽流激振的位置也不同,但部分区域在不同工况下均存在较大的汽流激振可能性,建议在该区域采取防范措施。

基于喉部出口流场的核电机组凝汽器壳侧蒸汽流场数值研究

对凝汽器喉部流动进行数值模拟并提取数据,将喉部出口流场数据作为入口边界条件,对凝汽器壳侧蒸汽流场进行了更准确的数值模拟和研究。结果表明,入口蒸汽均匀分布情况下,蒸汽在4个管束模块区域均呈现向心式的流动趋势;蒸汽入口不均匀分布情况下,蒸汽在两侧蒸汽通道内和中间蒸汽通道内有下冲流动,形成了对管束模块的包绕流动。因此,对于开展与凝汽器壳侧蒸汽流场分布相关性能的研究,建议基于喉部出口流场对凝汽器壳侧蒸汽流动进行数值模拟。