主给水调节阀节流窗口周向设计及其对流动特性的影响

安装于核电站二回路的主给水调节阀通过控制给水流量来调节蒸汽发生器内的水位高度,因此主给水调节阀的流动特性影响着核电站的运行安全与效率。首先,提出了无量纲的节流窗口周向布置不平衡度δ,进行主给水调节阀节流窗口周向设计;其次,利用经网格无关性与流量实验验证的数值模拟方法分析了阀内流场的速度和压力分布特性;最后,探讨了节流窗口周向布置不平衡度对阀芯不平衡力矩和阀门流量系数的影响。结果表明:阀芯底部不均匀的压力分布会对阀芯产生不平衡力矩,增大阀芯与套筒之间的摩擦力,进而加剧阀芯与套筒之间的磨损,可能引发阀芯动作卡滞并使阀芯和套筒的工作寿命缩短;当阀门开度小于40%时,调整节流窗口周向布置方式对阀芯不平衡力矩的影响较小;当阀门开度大于40%时,通过调整节流窗口周向布置方式可以有效改变阀芯不平衡力矩;在相同条件下,通过将节流窗口周向布置不平衡度从0增大至0.5,可使阀芯不平衡力矩最大值减小22.10%,而阀门流量系数仅减小2.74%。研究结果有助于主给水调节阀及类似阀门的设计及优化。

预旋对周向槽处理机匣扩稳能力的影响

以Rotor 67转子为研究对象,通过数值模拟的手段分析了周向槽(CG)提高转子失速裕度(SM)的机理,并在此基础上研究了周向槽处理机匣与转子前预旋的匹配问题。结果表明:在Rotor 67转子中,叶尖泄漏流与激波相互干渉产生的低速区是转子失速的重要原因,而周向槽内气流离开时形成的与泄漏涡(LV)方向相反的涡会抑制泄漏涡的周向发展,是周向槽的扩稳机理之一。通过分析周向槽处理机匣在不同预旋条件下扩稳效果的变化,显示在不同流量点、不同预旋条件下,随着转子叶尖负荷位置的变化,起主要扩稳作用的处理槽不同,并在此原则下,提出了一种周向槽设计的思路。