熔盐堆用冷冻阀的热-结构特性研究

反应堆安全是任何核能系统开发与设计的重要组成。冷冻阀是熔盐堆的核心技术之一,其热力学特性直接关系到熔盐堆核能系统的固有安全。本文旨在通过研究冷冻阀的热-结构特性并进行优化,探索可靠的安全设计,提高第四代核能系统的固有安全性,利用ANSYS软件建立了冷冻阀的三维有限元模型,对其关闭状态和开启过程进行了分析研究。结果表明:1)冷冻阀的扁平部位由于内部空间熔盐少,熔盐熔融和冻结容易控制,是实现开关功能和熔盐堆过热安全泄放的核心部位;2)获得了不同因素(如换热系数、加热功率、保温尺寸等)对冷冻阀在关闭状态与开启过程中的温度场及应力大小的影响规律,为冷冻阀的优化设计及安全运行管理提供了依据;3)由于初始模型中部分设计不合理(如保温尺寸和加热功率等),导致冷冻阀热应力过高,容易引起疲劳损伤,经分析优化和改进后,最大热应力明显减小,综合性能得到很大提高。

纺丝箱熔体冷冻阀结构的设计

在直接法或间接法熔融纺丝中,纺丝箱是必不可少的纺丝设备之一。而熔体止流结构又是纺丝箱的关键零部件,常用的熔体止流结构为压缩空气冷冻阀,目前行业中绝大多数采用的是这种形式。因此,本文研究了纺丝箱熔体冷冻阀结构的设计方法,以提升纺丝设备性能。

乏燃料后处理厂冷冻阀系统试验研究

冷冻阀主要用于乏燃料后处理厂高放含渣料液管道的堵塞疏通,冷冻阀具有结构简单、体积小、可免维修的特点。通过搭建试验平台,开展冷冻阀系统冷冻能力和真空保温效果试验。根据实际工况测试冷冻阀的冻结料液能力,并通过现场破空再抽空的方式,对比真空度与冷冻阀回路输送系统性能的影响。结果表明,采用真空保温方式的冷冻阀冻结时间小于10分钟,可耐1.8MPa压空压力;管路破空时,通液时间长,降温较慢,耗液氮量较高;真空度越高,保温效果越好;液氮供液压力越高,降温速度越快。

空调冷冻阀阀体锻造成形工艺分析及优化

针对空调冷冻阀因外形复杂导致在实际生产中常出现充形不完整、标志易脱落等问题,首先,基于Deform-3D有限元分析软件,对空调冷冻阀的原成形方案进行了有限元模拟,发现阀体局部锻造工艺性差、金属流动性不足是造成成形缺陷的主要原因。其次,通过加深中间阀孔、改变手柄局部特征、减小坯料直径等措施对原成形方案进行优化,使金属流动和变形更加充分。最后,借助多向模锻液压机对优化方案进行了实验验证,实验结果与有限元模拟结果完全吻合,解决了阀体手柄端部充形不完整、标志易脱落等问题。采用优化方案成形后的阀体外观完整、表面光洁、无飞边溢料,阀体表面的字符和标志完整清晰、连接牢固,且最大成形力降低了17.5%,材料利用率提高了7.2%,经济效益显著。

一种常闭翅片式冷冻阀的结构设计与有限元分析

在钍基熔盐堆(TMSR)二回路中冷冻阀TMSR-FV1的功能是充当常闭截止阀。TMSR-FV2为TMSR-FV1的改进版,其在保持TMSR-FV1整体不变的情况下,在外表面增加翅片以增强传热。本文采用有限元方法对TMSR-FV2进行了结构设计和传热分析,研究自然冷却条件下翅高、翅厚和翅距等因素对TMSR-FV2内熔盐冻堵效果的影响,提出了一种翅片结构,并与TMSR-FV1在自然冷却及不同冷却流量条件下的实验冻堵效果进行了对比。计算结果表明:在研究范围内,本文提出的TMSR-FV2翅片结构有效降低了冷冻阀扁平段中心熔盐温度,对提升冷冻阀冻堵效果明显,实现了冷冻阀非能动关闭功能。

冷冻井口带压换阀技术的应用

气井日常生产过程中,由于天然气中含有的杂质、腐蚀成分使闸阀腐蚀损坏、密封面损伤、密封件老化,造成闸阀开关困难、密封不严漏气、阀门内漏、附件(注脂孔、试压孔)漏气、阀门锈死、阀杆断裂。本文对冷冻暂堵带压换阀技术的工艺流程及技术原理进行了室内研究,并在双X井开展现场实验。结合双X井现场井筒及井口条件,对冷冻暂堵带压换阀技术的工艺流程及工艺参数(暂堵剂体系组成、冷冻剂用量、段塞长度等)进行了筛选优化,确保井口隐患处理安全、有效地进行。

气田井口隐患治理技术现场应用及管理对策研究

气田开发过程中,井口装置因腐蚀老化、连接方式及扣型等原因,出现井口主控阀门及无控制部位泄漏。为避免压井更换井口带压带来的地层伤害,同时为降低作业成本,缩短关井时间,本文根据近些年苏里格气田出现的井口隐患类型、分析了主要原因;对历年采用过的井口阀门带压在线维修,不丢手带压更换井口主控阀门,可捞式桥塞暂堵更换1#主控阀门,冷冻暂堵带压更换井口主控阀门,卡具注脂带压堵漏技术,井筒封隔器、桥塞暂闭封堵及永久性封堵等治理技术的特点、使用条件、经济性等进行了全面分析,总结形成了适应“三低”特性的井口隐患治理行之有效的技术序列,并结合目前气田数智化管理现状,提出系列管理对策并借助智能化管理平台完善应急处置能力,保障气田安全高效开发。