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一种适用范围更广的核主泵惰转计算方法

钟云 周文霞

钟云, 周文霞. 一种适用范围更广的核主泵惰转计算方法[J]. 核动力工程, 2023, 44(6): 231-236. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.06.0231
引用本文: 钟云, 周文霞. 一种适用范围更广的核主泵惰转计算方法[J]. 核动力工程, 2023, 44(6): 231-236. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.06.0231
Zhong Yun, Zhou Wenxia. A More Widely Applicable Calculation Method for Coastdown of Reactor Coolant Pump[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(6): 231-236. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.06.0231
Citation: Zhong Yun, Zhou Wenxia. A More Widely Applicable Calculation Method for Coastdown of Reactor Coolant Pump[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(6): 231-236. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.06.0231

一种适用范围更广的核主泵惰转计算方法

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.06.0231
详细信息
    作者简介:

    钟 云(1986—),男,高级工程师,现主要从事核设备主泵设计技术研究,E-mail: yzhong@yeah.net

  • 中图分类号: TL353+.1

A More Widely Applicable Calculation Method for Coastdown of Reactor Coolant Pump

  • 摘要: 采用成熟的RELAP数值计算模型研究了基于相似理论的惰转转速和惰转流量理论公式的适用范围,进而首次提出了一种适用范围更广的核主泵惰转计算方法。基于相似理论的惰转转速理论公式基本适用于初始动能比(ε)< 3时的工况;惰转流量理论公式适用于ε < 0.3时的工况。在 ε≥0.3时,惰转过程流量、转矩、扬程和ε特性偏离相似工况,导致惰转转速和惰转流量理论公式的假设前提不成立,故理论公式计算结果产生较大偏差。一般压水堆核电厂反应堆冷却剂回路、主泵试验台架的ε < 0.3,惰转转速和惰转流量理论公式均适用,计算误差总体上不超过10%,且惰转转速计算误差小于惰转流量计算误差。本文提出了用于 ε≥0.3情况的惰转流量理论公式修正公式,拓展了惰转理论公式的应用范围,可用于新型反应堆的研发。

     

  • 图  1  基于四象限特性的主泵惰转计算方法

    Figure  1.  Approach for Reactor Coolant Pump Coastdown Calculation Based on 4-Quadrant Characteristics

    图  2  回路模型节点示意图

    240—主泵;242、224、226、228—回路管线;441—稳压器;443—波动管; TDV034—时变容积,用于控制回路压力;TDV940—时变容积,通过时变流道(TDJ)与稳压器连接,用于控制稳压器水位

    Figure  2.  Schematic Representation of Loop Model Nodes

    图  3  理论公式和RELAP分析的惰转第1 s数据偏差(以RELAP计算值为基准)

    Figure  3.  Data Deviation at 1 s since Coastdown between Analytical Formulae and RELAP (Based on RELAP Results)

    图  4  理论公式和RELAP分析的惰转半时间偏差(以RELAP计算值为基准)

    Figure  4.  Coastdown Half Time Deviation between Analytical Formulae and RELAP (Based on RELAP Results)

    图  5  惰转过程中的流量特性变化

    Figure  5.  Flow Characteristics Variation during Coastdown

    图  6  惰转过程中的转矩特性变化

    Figure  6.  Torque Variation during Coastdown

    图  7  惰转过程中的扬程特性变化

    Figure  7.  Head Characteristics Variation during Coastdown

    图  8  惰转过程中的能量比特性变化

    Figure  8.  Energy Ratio Variation during Coastdown

    图  9  理论公式计算惰转第1 s数据修正

    Figure  9.  Correction of 1 s Coastdown Data for Analytical Formulae      

    图  10  理论公式计算惰转半时间修正

    Figure  10.  Correction of Coastdown Half Time for Analytical Formulae

    表  1  分析工况主要参数汇总

    Table  1.   Summary of Calculated Conditions

    参数 I Mf Σ(Li) Σ(LiAi) f ε
    最小值 0.1 0 0.10 0.12 0 0.013
    最大值 8 10 19.94 19.53 10000 8.350
       Mf—摩擦转矩;Σ(Li)—回路管线长度;Σ(LiAi)—回路水装量;f—回路局部阻力
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    表  2  典型工况参数

    Table  2.   Parameters of Typical Conditions

    工况 I Mf Σ(Li) Σ(LiAi) f ε
    a 0.50 1 1 1 10000 0.013
    b 8.00 1 1 1 0 0.104
    c 0.25 1 1 1 1 2.346
    d 0.10 1 1 1 0 8.350
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    表  3  典型工况的理论公式和RELAP分析相对偏差

    Table  3.   Deviation between Analytical Formulae and RELAP for Typical Conditions

    工况 ε 相对偏差/%
    q1s ω1s q1/2 ω1/2
    a 0.013 4.55 0.19 8.00 2.49
    b 0.104 −0.65 0.00 5.60 0.98
    c 2.346 −15.92 −0.36 −32.71 −5.05
    d 8.350 −32.54 −20.51 −67.17 −33.29
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-12-18
  • 修回日期:  2023-05-04
  • 刊出日期:  2023-12-15

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