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湿蒸汽对AP1000核电汽轮机中调门气动力矩的影响

2016-01-26刘彦丰张旭瑞霍玉恒

电力科学与工程 2015年10期
关键词:汽轮机

刘彦丰, 张旭瑞, 霍玉恒

(华北电力大学 能源动力与机械工程学院,河北保定071003)

湿蒸汽对AP1000核电汽轮机中调门气动力矩的影响

刘彦丰, 张旭瑞, 霍玉恒

(华北电力大学 能源动力与机械工程学院,河北保定071003)

摘要:为了解核电汽轮机湿蒸汽对中压进汽蝶阀的气动力矩的影响,利用FLUENT中Mixture多相流模型对AP1000核电汽轮机中调门的气动力矩进行汽水两相流数值模拟,分别对中调门不同开度下湿蒸汽汽水两相流和蒸汽单相流气动力矩的模拟结果进行比较分析。结果表明:中调门开启过程中,气动力矩先逐渐增大,最大值发生于中调门40°开度时,中调门开度继续增大,气动力矩逐渐减小。湿蒸汽汽水两相流对中调门的气动力矩为蒸汽单相流的两倍之多,增加了阀门发生卡涩故障的风险。

关键词:核电;汽轮机;湿蒸汽;中调门;气动力矩;数值模拟

中图分类号:TK264

文献标识码:A

DOI:10.3969/j.issn.1672-0792.2015.10.014

收稿日期:2015-07-28。

作者简介:刘彦丰(1965-),男,教授,主要从事高效清洁燃烧技术及环境污染控制方面的研究,E-mail:liuyf100@sina.com。

Abstract:To understand how wet steam in nuclear power steam turbine affects the pneumatic torque of medium-pressure butterfly valve, the mixture multiphase flow model in FLUNET was first used to make numerical simulation for wet steam’s two phase flow. The simulation is about the pneumatic torque of mid-pressure control valve in AP1000 nuclear power steam turbine. And then the pneumatic torque’s simulation results of wet steam’s two-phase flow and single phase flow were compared under valve’s different openings. The results show that the pneumatic torque increases gradually until the maximum occurs in valve’s 40 ° opening and that with the valve’s opening getting bigger than 40° the pneumatic torque gradually decreases. The aerodynamic torque decreases when the valve’s opening continues to increase. The pneumatic torque of the wet steam’s two phase flow is more than double that of steam single-phase flow, thus increasing the risk of valve’s jam fault.

Keywords:nuclear power; steam turbine; wet steam; mid-pressure control valve; pneumatic torque; numerical simulation

0引言

核电汽轮机组的进汽初参数低,有效热焓降较小,导致进汽质量流量较大。同等容量的核电汽轮机组进汽量约为火电机组的2倍,容积流量为4~6倍,所以核电汽轮机组的尺寸比相同功率的火电机组大很多[1,2]。蝶阀在输送流体的管道内起到调节和截断介质流动的作用,因其简单的结构且适用于大中口径管道,因此在核电汽轮机进气管道得到了广泛应用[3],而大流量蒸汽流经蝶阀时对阀杆产生的扭矩很大,蝶阀在启闭过程中常存在卡涩故障,所以对于蝶阀不同开度下蒸汽对阀杆产生的扭矩即气动力矩的研究十分必要。……

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