双泵并联给水系统切换方式模拟研究

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1、第３２卷第３期核科学与工程Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．３２０１２年９月ＮｕｃｌｅａｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｅｐ．２０１２双泵并联给水系统切换方式模拟研究王鑫１，韩伟实１，何艺峰１，２，幸奠川１（１．哈尔滨工程大学核科学与技术学院，黑龙江哈尔滨１５０００１；２．西北核技术研究所，陕西西安７１００２４）摘要：建立双泵并联给水系统模型，对双泵切换过程中三种不同切换方式进行模拟研究，第一种切换方式为先启动备用泵后关闭运行泵、第二种方式为先关闭运行泵后启动备用泵、第三种方式为同时进行操作。通过试验验证了模型的准确性。模拟结果表明：第一种切换方式条件下系统流量失水量最小，第三种切换

2、方式条件下系统流量波动最小；相同切换方式条件下，双泵切换时间间隔越短，系统流量波动越小，系统恢复稳定时间越短。在实际情况中，要尽量缩短双泵切换时间间隔。关键词：双泵并联给水系统；流量波动；切换方式中图分类号：ＴＬ３５文章标志码：Ａ文章编号：０２５８－０９１８（２０１２）０３－０２３４－０４Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｏｄｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｐａｒａｌｌｅｌｐｕｍｐｓｆｅｅｄｗａｔｅｒｓｙｓｔｅｍ１，ＨＡＮＷｅｉ－ｓｈｉ１，ＨＥＹｉ－ｆｅｎｇ１，２，ＸＩＮＧＤｉａｎ－ｃｈｕａｎ１ＷＡＮＧＸｉｎ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＮｕｃｌｅａｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨａｒｂｉｎＥ

3、ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＨａｒｂｉｎｏｆＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＰｒｏｖ．，１５０００１，２．ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮｕｃｌｅａｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＸｉａｎｏｆＳｈａｎｘｉｐｒｏｖ．，７１００２４）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｍｏｄｅｌｏｆＰａｒａｌｌｅｌＰｕｍｐｓＦｅｅｄｗａｔｅｒＳｙｓｔｅｍ（ＰＰＦＳ）ｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｖｉａｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｎｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｓｔｕｄｙｏｆｔｈｒｅｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｏｄｅｓｉｓｐｒｅｓｅ

4、ｎｔｅｄｆｏｒＰＰＦＳｄｕｒｉｎｇｔｈｅａｌｔｅｒｎａｔｅｓｔａｒｔｕｐｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｆｉｒｓｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｏｄｅｉｓｓｔａｒｔｉｎｇｔｈｅｐｕｍｐｉｎｓｔａｎｄｂｙｂｅｆｏｒｅｓｈｕｔｔｉｎｇｄｏｗｎｔｈｅｐｕｍｐｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｅｃｏｎｄｏｎｅｉｓｓｔａｒｔｉｎｇｔｈｅｐｕｍｐｉｎｓｔａｎｄｂｙａｆｔｅｒｓｈｕｔｔｉｎｇｄｏｗｎｔｈｅｐｕｍｐｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｔｈｉｒｄｏｎｅｉｓｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｗｏｐｕｍｐｓａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｌｏｓｓｏｆｗａｔｅｒｉｎｔ

5、ｈｅｆｉｒｓｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｏｄｅｉｓｔｈｅｓｍａｌｌｅｓｔａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｆｌｏｗｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｔｈｉｒｄｍｏｄｅｉｓｔｈｅｓｍａｌｌｅｓｔ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｉｎｔｈｅｓａｍｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｏｄｅ，ｔｈｅｓｈｏｒｔｅｒｔｈｅｔｉｍｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｕｍｐｓｓｗｉｔｃｈｉｎｇｉｓ，ｔｈｅｓｍａｌｌｅｒｓｙｓｔｅｍｆｌｏｗｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｉｓａｎｄｔｈｅｓｈｏｒｔｅｒｔｈｅｔｉｍｅｉｓｎｅｅｄｅｄｔｏｒｅｃｏｖｅｒｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐａｒａｌｌｅｌｐｕｍｐｓｆｅｅｄｗａｔｅｒｓｙｓｔｅｍ；ｆｌｏｗｆｌｕｃｔｕａｔ

6、ｉｏｎｓ；ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｏｄｅ离心泵是给水系统中的重要设备，在实际性和可靠性，经常设置两台相同的离心泵，一台应用中为了保证连续供水、提高给水系统稳定运行，另一台备用。当一台给水泵停机时另一收稿日期：２０１１－１２－１６；修回日期：２０１２－０４－２５作者简介：王鑫（１９８５—），男，河北唐山人，博士研究生，核能科学与工程专业２３４台能够迅速投入使用，保证系统继续稳定供［１］水。在运行泵发生故障停机、不停止供水检修某一台给水泵以及均衡两台给水泵寿命等条件下，需要进行给水泵切换。给水泵切换过程中会产生给水流量波动，尤其对于某些需要严格稳定流量输出的系统，这种流量波动将产生较大影响

7、。目前很多学者已对离心泵瞬态理论分析及数值模拟进行了深入研究：田文喜、苏光辉等针对双泵并联系统进图１试验装置结构示意图［２－３］行了水锤因素分析；吴大转等数值模拟了离Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍｅｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｖｉｃｅ心泵在瞬态操作条件下内部流动，与试验结果［４］吻合；杨洪波等分析了核电厂常规电动给水心泵和止回阀的特性和计算精度，通过计算将［５］泵切换瞬态特性；张龙飞等研究了转动惯量时间步长定为０．１ｓ。［６］对船用核动力主泵瞬态特性的影响。为进行数值模拟，