可倾瓦推力轴承惰转过程的最小膜厚预测方法

为建立可倾瓦推力轴承惰转过程中最小油膜厚度的预测方法,依据核主泵推力轴承的实际工作情况,基于雷诺方程的自编程序,分别进行热态和冷态下主、副轴瓦润滑性能参数的计算与数值模拟分析,提出可倾瓦推力轴承的最小油膜厚度的理论拟合公式,并对最小膜厚的计算值和拟合值进行对比和分析。结果表明:随着转速降低,主轴瓦的最小膜厚单调减小,副轴瓦的最小膜厚先增加后减小;主、副轴瓦最小膜厚的计算值可以和拟合值较好地对应,验证了理论拟合公式的可靠性。提出的理论拟合公式可以通过额定转速下的最小膜厚计算结果预测多种工作条件下的最小油膜厚度,为主泵惰转的安全性提供重要参考。

基于小波变换的核主泵惰转过程叶轮压力脉动及泵内部流动规律

为研究惰转过程核主泵内部的流动规律,应用数值模拟的方法对核主泵内部流场进行计算,得到不同惰转流量时间(T_(Qi))下叶轮流道内压力脉动的时频特性.对叶轮压力脉动进行小波变换分析,并采用第二代涡识别方法Q准则对不同工况下各过流部件进行涡识别.研究结果表明:在惰转过程中,惰转初期压力脉动系数最大变化发生在导叶中部,随后最大变化率发生在叶轮与导叶的动静交界面,最后压力脉动变化趋于稳定;随着叶轮转速和流量逐渐减小,导叶做功区域向出口附近转移;隔舌部位由于结构特殊所受冲击较大,附近有回流产生,并有向流道中部扩散的迹象;压力脉动趋于稳定值,主要频率向低频转移,各部件流道内压力脉动规律性逐渐被破坏,其中导叶流道规律性变化趋势较为平缓;流道内的部分强涡区域呈现分离脱落迹象,并且数量逐渐减少;压水室内的涡核主要集中于左侧,与叶轮旋转方向有关.研究可为核主泵在惰转特性优化设计提供一定理论支撑.

惰转并网调相机同期系统定值整定及调整方法

调相机在惰转工况下并网,其同期系统定值难以兼顾并网成功率和冲击的要求。分析了调相机的惰转特性,给出了频率变化率的特征表达式和实测方法;研究了调相机电压相对于电网电压的变化特性,总结了同期点出现的规律。规律研究表明,频率差定值满足后调相机电压相量相对于电网电压相量至少应旋转360°的角度,以此为基础推导了频率差定值计算公式。考虑整定频差下同期并网的工况,推导了同期检查继电器相角差定值计算公式。利用同源核相试验完成电压采样通道的标定并测量断路器合闸时间;通过假同期试验完成调相机频率变化率的测量和导前时间的调整。所提方法能满足100%并网概率要求,且可最大限度减小差频并网给调相机带来的冲击,工程现场试验结果证明了所提方法的可行性和合理性。

轴封式核主泵惰转流量试验优化研究

M310机组反应堆冷却剂主泵的惰转流量试验一般需要两个燃料循环执行一次,每次试验都会人为停运主泵,一方面增加了大修关键路径,另一方面还增加了主泵启动过程中意外损坏的风险。文章主要对影响主泵惰转性能因素开展研究,在分析主泵动量方程和环路流动阻力特性的基础上,发现蒸汽发生器堵管数量是影响主泵惰转流量的主要因素,得出:主泵惰转流量试验在首次启堆前第一次实施后,若压力容器堆芯没有设计变化且蒸汽发生堵管数量小于7%时,后续可以不再执行。

基于额定参数的核主泵惰转工况计算模型

针对突发断电事故下的核主泵惰转工况,基于额定参数提出惰转转速与惰转流量特性曲线计算模型,并通过100D型核主泵惰转试验数据对推导的模型予以验证。结果表明,该计算模型可用于核主泵初步设计计算和验证分析。基于该模型进一步得到了核主泵惰转设计准则,并验证了AP1000核主泵设计转动惯量。

基于时间常数的核电厂主循环泵惰转模型开发与验证

在核电厂初步设计阶段,针对反应堆进行的工况设计和安全分析均需要泵的惰转模型提供输入。现有泵的惰转模型几乎都需要已知泵的设计参数和管路系统阻力特性,但在电厂初步设计阶段,泵的详细结构设计尚未开展,管路阻力特性也难以获取。针对上述问题,提出了两种基于时间常数的主泵惰转特性曲线计算模型,并采用核电厂主循环泵的惰转试验数据进行了对比验证。分析结果表明,模型A在高转速时与试验值吻合较好,低转速时偏差较大,而模型B在整个惰转过程中与试验值均较接近,可用于核电厂的工况设计和安全分析。

高温气冷堆主氦风机惰转特性研究

高温气冷堆主氦风机与压水堆主泵一样,均为反应堆一回路的关键设备。在反应堆正常工况下,两者具有相同的功能要求,但在事故工况时,因反应堆的运行特性不同,其功能要求各异。目前,对压水堆主泵的惰转特性已有大量的实验研究和实际运行结果,但有关主氦风机惰转特性的实验研究与理论研究还很缺乏。本文结合风机的气动特性与高温气冷堆一回路的阻力特性,从理论上研究高温气冷堆主氦风机的惰转特性,建立主氦风机惰转时的流量与转速的预测公式,并给出其数值预测结果,为高温气冷堆设计的初步安全分析提供依据。

反应堆冷却剂泵惰转惯量计算与分析

基于反应堆冷却剂泵惰转的功能要求,利用动量守恒方程推导出反应堆冷却剂泵的惰转瞬态模型和惰转惯量计算方法。通过计算,验证了惰转瞬态模型和惰转惯量计算方法的准确性。结果表明,该计算方法可用于反应堆冷却剂泵惰转惯量的初步设计,结合瞬态模型可以进一步验证设计结果是否满足系统的功能要求。

核主泵断电惰转停机过渡过程性能特性研究

为了描述核主泵惰转性能的变化规律,建立了体积流量与转速随惰转时间变化的数学模型,采用数值计算的方法和无量纲分析法研究了核主泵叶轮内流体的性能特性。结果表明:体积流量比随着惰转时间的增加迅速下降,在220 s时降至6.5%;弦长为0.1时叶片压力面与吸力面之间的压强比差值随着惰转时间的增加而减小,叶片进口的压强比随着惰转时间的增加而增大,在叶片压力面靠近叶片出口区域存在压强比突降;弦长为0.5时叶片出口压强比和速度比出现了2次震荡;弦长为0.9时叶片出口附近压强比和速度比出现了1次震荡,压力面和吸力面上的压强比和速度比差值均随着惰转时间的增加而减小;压强比和速度比在圆周方向上呈周期性变化,随着惰转时间的增加,压强比增大,压强比幅值降低,而速度比的变化则相反。

核主泵惰转飞轮试验台架的研制及应用

基于核电站主泵惰转飞轮的功能和飞轮的工作要求,提出主泵惰转飞轮试验台架的设计要求,根据要求设计了主泵飞轮试验台架,说明飞轮试验台架主要部件的结构并介绍飞轮试验台架的装配过程。应用飞轮试验台架进行飞轮试验,通过试验的过程及结果验证了飞轮试验台架的设计,这些台架试验数据可为飞轮设计提供依据。

核主泵惰转转速计算模型的比较

针对核主泵在惰转过程中还要求有足够的冷却流量,利用核主泵瞬态动量守恒方程进行计算和分析,对模型做了合理简化,得到新的转速模型,验证了该模型精准度。结果表明:该模型完全可用于核主泵瞬态分析,可得到不同转动惯量下核主泵达到半流量时惰转时间的变化规律。

叶轮几何参数优化对核主泵惰转特性的影响

为了研究核主泵叶轮部分几何参数对核主泵惰转特性的影响,首先对核主泵不同阶段惰转特性及影响惰转特性的因素进行分析.然后基于泵外特性的建模方法建立模型核主泵的动态仿真模型,并且通过研究不同叶轮几何参数下的惰转模拟方案,分析得到更优设计方案.结果表明:惰转性能的影响主要体现在惰转过渡过程的非线性惰转瞬变阶段.在一定范围内,包角越大对应泵的惰转性能越优;叶轮叶片数越少,对应泵的惰转性能越优;随着叶轮进口边向出口延伸,对应泵惰转性能越优.通过优化核主泵叶轮结构,可以得到惰转特性更优的设计:选择120°包角、进口边位置为方案b,叶轮叶片数为5.优化后的主泵惰转流量曲线达到半流量的时间比优化前对应的曲线晚0. 07T,即0. 91 s.当泵保持其他设计参数不变,只是改变几何参数来优化惰转性能时,其对应的功率曲线越低,则其惰转特性越好.

大型同步调相机惰转并网成功率计算方法

为提高大型同步调相机项目的经济性,中国大型同步调相机采用的是惰转并网方式。惰转并网相对于同频并网,其并网成功率与频差、相角差定值的设置关系密切。基于中国首批大型隐极同步调相机工程,首先估算出惰转工况下调相机的功率损耗,进而计算出调相机在额定频率点附近的频率滑差,最后提出了调相机并网成功率的计算方法,以及并网成功率与频差、相角差定值之间的关系。主机厂方和工程现场的同期试验情况验证了所提方法的有效性。

核主泵轴承重载惰转停机承载性能研究

以某核主泵轴承为研究对象,针对其在重载惰转停机期间出现的主推力瓦磨损现象,指出了原轴承结构设计的不足,从轴承润滑理论出发,采用了DyRoBeS润滑计算软件,对主推力瓦惰转停机过程中的油膜厚度进行了分析。通过对推力瓦支点进行优化,并与原设计进行了对比分析,并进行了性能试验,验证了新设计的可靠性,为其他核主泵轴承的优化设计提供了一定的参考。结果表明:原推力瓦存在磨损的原因是瓦面面积不足且支点位置不合理,导致油膜厚度不够,在300 r/min时便进入边界润滑状态,导致了很大的磨损风险。在支点位置改进之后,轴承的停机性能较之前有了明显的提高,有效避免了重载惰转停机过程中产生的严重磨损。

大型调相机惰转并网过程中的励磁控制策略

根据换流站加装调相机的特点,调相机励磁系统配置一套他励源的起动励磁及一套自并励的主励磁,起动励磁和主励磁需要在惰转期间快速完成直流侧切换,以实现调相机惰转并网。本文提出一种调相机惰转并网过程中的励磁控制方法,通过相应励磁调节器的协调控制,实现两段式升压,完成惰转过程中起动励磁和主励磁的快速切换。目前,本控制方法已成功应用于扎鲁特换流站调相机。实践证明,此方法能够在惰转期间快速无扰动的实现切换并完成升压,减小了大型调相机并网时因电压差导致的冲击,对大型调相机的安全、高效、可靠运行具有重要意义。

核电站冷却剂泵惰转过程水力部件内部能量转换研究

为了探索核电站一回路冷却剂泵进入惰转状态后,泵中各水力部件的能量转换特性,采用数值方法对某台冷却剂泵的惰转状态进行了研究。结果表明:随着惰转时间的增加,各水力过流部件的扬程损失经过10 s后降低至50%以下;惰转过程中进口段动压扬程从6.8 m急速下降至0 m,静压扬程在140 s后从-7 m升高至0 m;惰转开始后叶轮出口的静压能缓慢降低,而其进口静压能快速增加;随着惰转时间的增加,叶轮静压扬程比动压扬程下降得快,导叶与叶轮的动压能变化规律相反;蜗壳进出口的动压能随惰转时间的增加急速下降,蜗壳进口的静压能从惰转开始迅速下降。惰转开始时,24.33 m以上的动压能主要分布于叶轮出口、导叶进口和蜗壳的出口处;在t=110 s时大部分区域动压能在12.17 m以下;在t=200 s时,动压能主要分布在0~6.08 m;蜗壳内较大的静压能分布区域范围逐渐减小。

核主泵浸水飞轮惰转时间计算方法研究

文章调研了飞轮在空气中惰转时间的计算方法,并分析了浸水飞轮惰转的特点,在此基础上提出了适用于浸水飞轮惰转时间的计算模型,同时着重介绍了该模型中摩擦转矩的计算。此外,以AP1000屏蔽主泵为例对该模型进行了验证,结果表明,该模型正确可行,可作为浸水飞轮惰转时间计算的重要参考。

某核电主泵惰转期间推力轴承承载能力研究

基于雷诺润滑理论对某核电主泵推力轴承进行了数学建模,采用有限差分法求解并编制了数值计算程序。基于水推力分析,得到了该核主泵轴向力随转速的变化规律。利用程序对该核主泵惰转期间推力轴承的动态承载能力进行了分析,得到了惰转过程中最小油膜厚度、最高温度等参量的变化情况,为研究该主泵能否安全惰转提供了参考。

核主泵无顶油惰转推力轴承磨损研究

本文介绍了核主泵在无高压油顶起推力轴承推力瓦的工况下,惰转停机过程推力轴承的磨损规律研究。基于雷诺方程分析,推力轴承流体动压润滑的油膜压力及油膜厚度变化规律,惰转停机过程分为流体动压润滑阶段、不连续流体动压润滑阶段和边界润滑阶段。核电厂全厂断电(SBO)工况下,核主泵无高压油轴承顶起系统对于选用传统的金属材料摩擦副推力轴承会有较大磨损概率,因此应采取必要措施确保核电站的运行经济性和可靠性。本文提出了轴封式核主泵用油润滑双向推力轴承所采用的新型自润滑复合材料摩擦副,从根本上解决SBO工况下推力轴承摩擦副的磨损,停机后可以再次启动核主泵并稳定运行。

主泵推力轴承失电惰转失效分析及改进研究

主泵失电惰转对核电站的安全、可靠运行至关重要。文中介绍了轴封型主泵推力轴承的结构特点及工作原理,分析了主泵失电惰转工况推力轴承失效的故障原因和机理,基于轴承故障原因及滑动轴承Stribeck特性曲线,提出了提高推力轴承失电惰转工况运行可靠性的改进措施。综合比较后选择轴承结构设计优化方案进行了试验验证,结果表明改进后的推力轴承满足主泵失电惰转要求。