基于额定参数的核主泵惰转工况计算模型.pdf

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1、第48卷第8期原子能科学技术Vo1．48，NO．82014年8月AtomicEnergyScienceandTechnologyAug．2014基于额定参数的核主泵惰转工况计算模型姜茂华，邹志超，王鹏飞，阮晓东(浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江杭州310027)摘要：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

2、。关键词：核主泵；惰转；计算模型；设计准则中图分类号：TI353．12文献标志码：A文章编号：1000—6931(2014)08—1435—05doi：10．7538／yzk．2O14．48．08．1435Coast-downModelBasedonRatedParametersofReactorCoolantPumpJIANGMao—hua，ZOUZhi-chao，WANGPeng—fei，RUANXiao—dong(StateKeyLaboratoryofFluidPowerTransmissionandControl，ZhejiangUniversi

3、ty，Hangzhou310027，China)Abstract：Forasudden1OSSofpowerinreactorcoolantpump(RCP)，acalculationmode1ofrotorspeedandflowcharacteristicsbasedonratedparameterswasstudied．Thederivedmodelwasverifiedbycomparingwiththepower—offexperimentaldataofIOODRCP．Theresultsindicatethatitcanbeusedinpre

4、liminarydesigncalculationandverificationanalysis．ThenadesigncriterionofRCPwasdescribedbasedonthecalcula—tionmode1．ThemomentofinertiainAP1000RCPwasverifiedbythiscriterion．Keywords：reactorcoolantpump；coast—down；calculationmodel；designcriterion核主泵要求在各种复杂工况下均能高效稳须依靠自身惯性维持运转一定时间，持续提供定运

5、行，然而当发生地震、火灾等极端特殊灾变足够流量的工作介质带走反应堆堆芯余热，确时，核主泵有可能因核电站突发断电而失去动保核电站安全[2]。核主泵这种靠转子惯性维持力，不能正常工作，导致堆芯冷却剂流量减少，运转的能力称为惰转特性。目前，AP1000核堆芯温度升高，发生核泄漏，如福岛核电站事主泵的惰转安全设计标准是惰转半流量时间故_】]。为了保障核安全，防止断电事故状态下(回路流量下降至额定流量一半所持续的时间)反应堆达到偏离泡核沸腾状态，要求核主泵必持续5S以上L3J。收稿日期：2013-05—27；修回日期：2O13-09—29基金项目：973计划资助项目

6、(2009CB724303)作者简介：姜茂华(1989一)，男，浙江衢州人，硕士研究生，机械工程专业*通信作者：王鹏飞，E—mail：peng@ziu．edu．cn1436原子能科学技术第48卷由于国外的技术垄断和核主泵的特殊性，惰转的半流量时间，该时间发生在瞬变过程的国外鲜有公开的文献报道核主泵惰转特性，而第1阶段，因此在建模时可忽略核主泵所在回国内相关研究也很少，并未形成统一的惰转分路中冷却剂流动惯性对惰转性能的影响。析模型和设计理论。张森如采用冷却剂动量针对瞬变过程的第1阶段，根据核主泵转守恒方程和核主泵转矩平衡关系，提出了核电矩平衡关系，忽略冷却剂

7、的流动惯性，建立惰转站各回路瞬态过程的流量计算模型，并采用扬工况平衡方程：程和流量相似定律，提出了核主泵惰转过程瞬一工060一Mh+Mf(1)态特性的计算模型。郭玉君等L5根据核主泵转式中：J为泵的转动惯量，kg·m。；为泵转子矩平衡关系结合四象限特性曲线提出了系统流量特性曲线的计算模型，可用于核主泵断电事的转动角速度，rad／s；t为惰转时间，s；M为泵故惰转工况的分析。邓绍文[6采用国际惯用的的水力转矩，N·m；Mt为泵的机械摩擦转矩，能量守恒、质量守恒和动量守恒方程对核主泵N·m。瞬态过程进行计算和分析，对秦山核电二期工因M与Mf均可视为与叫的平方呈

8、正比，程中可能出现的两台核主泵同时丧失交流电则式(1)可写为：源、