核电厂反应堆冷却剂泵水冷-润滑型轴承运行安全分析

目前,压水堆核电厂反应堆冷却剂泵径向止推轴承一般采用油冷却-润滑型,仅VVER型压水堆部分机组反应堆冷却剂泵的径向止推轴承采用水冷却-润滑型。通过对水冷却-润滑型径向止推轴承关键参数——轴承释热率的影响参数进行逐一分析,运用数学建模计算分析,发现反应堆冷却剂泵的启动电磁铁长期投运后能够有效控制轴承释热率,从而保证反应堆冷却剂泵长期、稳定、安全运行。

气-液条件下导叶出口位置对反应堆冷却剂主泵性能的影响

为研究在气-液两相流条件下,导叶出口边安放位置对反应堆冷却剂主泵(主泵)内部流场特性的影响,采用三维建模软件Pro/E建模,网格划分软件IECM划分非结构网格,计算流体动力学(CFD)软件CFX进行数值模拟。模拟过程中采用雷诺时均N-S方程和k-ε湍流模型,使用多相流模型中的混合物模型对主泵在气-液两相条件下的内部流场进行数值模拟。对不同导叶出口边安放位置时泵壳和导叶内的含气率分布、液相和气相相对速度分布进行研究。结果表明,在气-液两相流条件下,不同导叶出口边安放位置对导叶和泵壳内的含气率、相对速度分布有一定的影响;不同导叶出口边安放位置时,泵壳内的气体聚集程度不一样,当导叶出口边位于泵壳中心垂直平面上时,泵内部流动效果最佳。

复杂约束条件下高核功率反应堆冷却剂泵动压控制方法

在高核功率反应堆冷却剂泵动压控制中,面临众多复杂约束条件,导致PID控制能力降低,增加主泵停运风险,进而影响整个核电站的安全运行。为了提高核电站供电能力,提出一种复杂约束条件下的高核功率反应堆冷却剂泵动压控制方法。通过分析高核功率反应堆冷却剂泵工作原理,选取有代表意义的高核功率反应堆冷却剂泵动压控制约束条件,并以此为基础,采集不同工况下主泵内部流畅运行所产生的液膜压力和叶轮压力,输入PID控制器中,根据PID控制器输出的控制策略,实现高核功率反应堆冷却剂泵动压控制。实验结果表明:方法可有效控制泵密封端面液膜压力,避免主泵内冷却剂外泄,且叶轮片表面的空化体积分数均处于较低水平,对密封端面和叶轮片的控制性能均较强。

反应堆一回路对核主泵叶轮入流特性的影响

为了研究反应堆一回路对核主泵(RCP)叶轮入流特性的影响,将蒸汽发生器(SG)、入口弯管、冷热段管道、核反应堆及RCP进行联合简化建模.基于CFD方法对其一回路进行流场计算分析,对比分析均匀入流条件下RCP数值计算结果与试验结果,可以发现,由数值模拟得到的扬程和效率误差均在5%以内,验证了数值计算方法的正确性.在反应堆一回路中采用多孔介质模型,通过泵特性曲线与管路特性曲线的动态匹配,使得闭式系统RCP流量与额定工况值相差0.998%,扬程相差3.76%,二者误差较小,从而实现了管路阻力的动静态调节.研究结果表明:入口弯管内流动的周向对称性被破坏,其压力和速度分布呈现不均匀分布,受弯管曲率的影响,在离心力作用下产生二次流动;与均匀入流工况相比,非均匀入流工况下RCP入口处形成了一对回旋方向相反的旋涡,速度和压力的对称分布特性被破坏,且沿周向和径向的轴向速度变化均大于平均速度的80%.因此,本研究建立的数值预测方法可以为研究反应堆一回路对RCP叶轮入流特性的影响提供理论依据.

船用反应堆主冷却剂泵建模研究与仿真

本文依据船用反应堆主泵试验数据,绘制了基于RELAP5程序的主泵全特性曲线,利用建立的数学仿真模型对主泵启动特性、惰转特性、稳态运行工况、高低速切换工况的响应过程进行分析。结果表明:主泵模型能够实现相应的仿真功能,较为准确地反映主泵的运行特性;船用主泵对转动惯量的要求较高;模型适用于后续对反应堆系统不同响应的分析,并可为主泵的设计及优化提供参考。

反应堆系统冷却剂泵流量特性计算模型

反应堆的发热是靠反应堆系统一回路冷却剂循环带出堆芯之外的。一般情况下，冷却剂的流动是靠冷却剂主循环泵（主泵）来唧送的，特殊情况下，也需要靠回路中冷却剂的自然循环流动来完成。不论是哪种情况，主泵的流量特性直接影响着反应堆的安全。本文根据主泵的四象限特性图提出了一种用于计算反应堆系统稳态和瞬态工况下主泵流量特性的计算方法。该方法便于使用，其计算结果与Ｒｅｌａｐ５／ＭＯＤ２的计算结果进行了比较，二者符合很好，证明本文的模型完全可用于反应堆系统的稳态设计和瞬态事故分析。

核反应堆冷却剂循环泵的现状及发展

介绍水冷堆和钠冷堆的反应堆冷却剂循环泵的工作原理以及性能和结构特点。通过对比屏蔽泵、轴封泵和电磁泵的优缺点,并结合我国核泵国产化需求,从泵的选取、泵的节能、结构与材料、生产工艺、制造技术等方面作了简要分析,并对未来发展趋势作了近期展望。

1000MWe核反应堆冷却剂泵多场耦合特性分析

为研究高温、高压介质对反应堆冷却剂泵的影响,应用商业计算软件ANSYS Workbench对其进行多场耦合数值模拟计算,得到核主泵内部流场、温度场及应力场分布。计算结果表明:类球形压水室不利于流体流动,内部流动十分复杂并存在明显回流。叶轮前盖板温度明显高于后盖板,前盖板平均温度达到530K,而后盖板只有500K。应力集中大都发生在前后盖板与叶片交接处,叶轮的等效应力最小值位于叶轮的后盖板轮毂侧,而最大值出现在叶轮出口与前后盖板交接位置;由于叶轮出口处叶片间的约束较小,而此处产生的热应力及离心力所产生的拉应力较大,使得叶轮出口后盖板处产生最大变形,为0.24mm。

船用反应堆冷却剂泵连续调速研究

采用船用核动力装置模拟程序,对反应堆冷却剂泵转速连续调节研究进行仿真试验研究。在相同的40%满功率工况下,进行冷却剂泵转速阶跃变化与连续变化两种试验。对比了反应堆进出口温度、反应堆功率、反应堆反应性、冷却剂流量、蒸发器蒸汽压力等参数的变化情况,对开展船用反应堆冷却剂泵连续调速设计具有重要的指导意义。

核电站反应堆冷却剂泵电动机转子飞轮的设计与评定

本文介绍和分析了国内外飞轮的设计与评定问题及相关要求，包括结构特点、设计准则、飞轮材料及飞轮检验等。

错列导叶对反应堆冷却剂泵水力性能的影响

本文采用数值模拟对交错形式的导叶叶片对于三代核电站反应堆冷却剂泵性能的影响进行研究。通过数值模拟和试验结果的比较验证了数值模拟的有效性。数值研究获得了不同交错叶片导叶方案下核主泵性能的变化。得到了水力性能曲线,轴向力曲线和压力脉动频谱图。数值结果表明:在额定流量下交错叶片稍微减少了水力效率,但对扬程、轴向力和功率几乎没有影响。交错叶片导叶有利于压力脉动,降低了水力部件内部压力脉动的振幅幅值,交错角3/4的方案是一个比较好的选择。

反应堆冷却剂泵主螺栓紧固方法分析

反应堆冷却剂泵主螺栓是保证一回路完整性的重要联接件,紧固方式主要是电加热法和液压拉伸法,这两种方法在现役核电站中均有应用。本文通过对这两种方法的探讨,分析出各自的优缺点以及二者的组合应用,供主泵使用单位和设计制造厂家参考。

基于遗传算法的核电站反应堆冷却剂泵叶轮叶片多目标优化设计

利用Kriging模型建立了叶轮叶片进出口安放角参数与泵性能的关系,采用遗传算法对叶片参数进行多目标寻优并进行性能预测和对比分析。结果表明:β11、β51和β52为反应堆冷却剂泵叶轮叶片进出口角参数的显著因子;β11=43.3°、β51=22.9°和β52=18.4°为最佳叶片进出口安放角参数组合;优化后,叶轮效率在0.8qV,d、1.0qV,d和1.2qV,d3个工况点相对于原叶轮分别提高了1.24%、1.1%和0.5%;叶片吸力面上压力载荷提高;叶片压力面上展长比为0.5和0.95时,叶片出口区域压力载荷提高。

M310机组RCP440-TB50型主泵振动分析

以某电站M310机组RCP440-TB50型反应堆冷却剂泵为研究对象,基于VC6000振动监测系统,对调试期间反应堆冷却剂泵出现的电机机架振动偏大、轴振动异常等振动相关问题进行分析研究,解决了相关振动缺陷,提高了设备运行安全性。

高压变频器在核电厂反应堆主冷却剂泵上的应用

目前，AP1000核电厂反应堆主冷却剂泵（以下简称主泵）采用的是立式、单级屏蔽电动机泵。每个反应堆设置四台主泵，每台泵功率约为5500kW，电压等级为6．9kV，频率等级为60Hz。而厂用电电压等级为10．5kV、50Hz，与主泵要求的电压和频率等级不一致，无法直接为主泵供电，需要采取一定的措施。

“华龙一号”与CPR1000反应堆主冷却剂泵对比分析

法国JEUMONT工厂于20世纪70年代初期开始引进美国西屋公司技术生产的93和100型反应堆主冷却剂泵(简称主泵),后续其设计、生产的100D型主泵在我国CPR1000堆型上广泛应用。在我国自主研发的三代技术"华龙一号"示范项目(防城港项目二期)上,法国JEUMONT进一步整合其100D型主泵多年的运行经验,并为了适应"华龙一号"的新要求,开发了124D型主泵。本文通过对CPK1000和"华龙一号"(HL1000-1)主泵的水力设计、结构设计、轴封型式等方面的对比分析,总结了"华龙一号"主泵在技术方面的改进及优点,为后续项目主泵的选型、设计和制造工作提供借鉴。

秦山一期反应堆主冷却剂泵检修翻转台架有限元计算

本文通过建模和有限元计算对秦山一期反应堆主冷却剂泵的内插件翻转台架进行各种翻转姿态下的强度校核，以此判断内插件翻转台架是否符合使用要求，找出翻转台架使用过程中的最薄弱环节。

AP 1000反应堆冷却剂泵的船用化探讨

AP 1000的反应堆冷却剂泵采用屏蔽电机泵,它具有高度可靠性。本文列述AP 1000反应堆冷却剂泵的构成及其技术特点,并根据船用化条件探讨AP 1000反应堆冷却剂泵船用化的可行性。

核电站反应堆冷却剂主泵叶轮加热装置设计与应用

为实现反应堆冷却剂泵(简称"主泵")自主化维修,缩短主泵叶轮检修时间,现场检修人员通过对主泵结构和主泵叶轮检修工艺的分析,应用热力学方法设计了采用四周式布置大功率加热器的加热装置。同时根据设计的装置特点和现场的风险,制定特定的使用方法和操作风险控制措施。经现场验证,该套装置可用于主泵叶轮加热,有效实现了主泵叶轮的检修更换。

大型先进压水堆核电站反应堆冷却剂泵发展方向的探讨

反应堆冷却剂循环泵是核电站主回路中唯一的能动旋转设备,本文介绍几种主要类型的核电站反应堆冷却剂循环泵,对比分析了屏蔽泵、湿定子泵、轴封泵这三种泵型的优缺点,对我国大型先进压水堆核电站反应堆冷却剂泵的发展方向作一探讨。