二回路系统汽水管网热力水力特性仿真研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）二回路系统汽水管网热力水力特性仿真研究硕士研究生：白天琪指导教师：杨龙滨副教授企业导师：王建志研究员级高工工程领域：动力工程论文主审人：宋福元副教授哈尔滨工程大学2018年5月分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）二回路系统汽水管网热力水力特性仿真研究硕士研究生：白天琪指导教师：杨龙滨副教授学位级别：工程硕士工程领域：动力工程所在单位：动力与能源工程学院论文提交日期：2018年5月16日论文答辩日期：2018年5月31日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D

2、.C:ADissertationfortheDegreeofProfessionalMaster(MasterofEngineering)Thermal-HydraulicCharacteristicsSimulationStudyonSteam-WaterPipelineofSecondLoopSystemCandidate:BaiTianqiSupervisor:AssociateProfYangLongbinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:PowerEngineeringDat

3、eofSubmission:May16,2018DateofOralExamination:May31,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：日期：

4、年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行

5、保存、汇编等。作者(签字)：导师(签字)：日期：年月日年月日摘要主辅蒸汽系统和凝给水系统是核动力二回路系统正常运行的两个重要子系统。主辅蒸汽系统的管道布置繁杂，适当缩减主蒸汽母管管径，可以降低造价节省空间。在凝给水系统中，当系统变工况运行与突然关阀停泵时会对导致系统中流量与压力的变化，当变化过于强烈时会使系统中设备受损。因此研究汽水管网的热力水力特性及凝给水系统中水锤产生的压力波动规律，对系统的安全稳定运行具有十分重大的意义。本文以核动力二回路系统中的主辅蒸汽系统与凝给水系统作为研究对象，利用仿真计算软件Flowmaster的稳态计算模型，对主辅蒸汽系统与凝

6、给水系统进行热力水力计算，校核软件上建立计算模型的合理性。在主辅蒸汽系统中，在各工况稳态运行时缩减母管管径至比最大支管管径略大，研究此时母管中流速与母管后各设备入口压力的变化。利用Flowmaster软件的瞬态计算模型，对凝水系统变工况进行动态仿真，在系统中加入PID控制元件，控制辅冷凝器、主冷凝器、除氧器中水位与阀门开度，确保系统中设备安全运行。对给水系统中给水控制阀快速关闭与停泵过程的水锤现象进行仿真，观察压力波动幅度与持续时间，分析并提出降低压力波动的措施以减缓水锤现象。得出结论：当缩减主辅蒸汽系统中母管管径时，由于系统中蒸汽发生器的出口压力值很大而连

7、接母管与其后各设备的管段长度相对较短导致阻力损失数值很小，故在稳态工况下改变母管直径其后各设备入口压力值变化不明显，可将母管管径缩减。凝水系统变工况运行时，由控制元件对调节阀进行调节，使得辅冷凝器、主冷凝器、除氧器中水位波动偏差值均在1%以内，设备安全运行。给水系统中，给水控制阀和给水泵快速关闭时管道会产生明显的压力波动。在1s内关闭时，阀前节点压力波动值高达4.88MPa水泵前节点压力波动值在1.44MPa左右。随着阀门或水泵关闭时间的延长，水锤压力的峰值逐渐降低，表明尽可能延长阀门或水泵的停泵时间，可以有效地降低水锤压力。同时，本文提出在阀门与水泵后设置

8、气阀能够达到减缓水锤的目的。关键词：主辅蒸汽系统；凝