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多泵并联给水系统给水泵切换运行规律仿真研究

田培妤 李毅 梁铁波 王昌朔 方华伟

田培妤, 李毅, 梁铁波, 王昌朔, 方华伟. 多泵并联给水系统给水泵切换运行规律仿真研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(1): 210-216. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0210
引用本文: 田培妤, 李毅, 梁铁波, 王昌朔, 方华伟. 多泵并联给水系统给水泵切换运行规律仿真研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(1): 210-216. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0210
Tian Peiyu, Li Yi, Liang Tiebo, Wang Changshuo, Fang Huawei. Simulation Study on Switching Operation Law of Feed Water Pumps in Multi-pump Parallel Feed Water System[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(1): 210-216. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0210
Citation: Tian Peiyu, Li Yi, Liang Tiebo, Wang Changshuo, Fang Huawei. Simulation Study on Switching Operation Law of Feed Water Pumps in Multi-pump Parallel Feed Water System[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(1): 210-216. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0210

多泵并联给水系统给水泵切换运行规律仿真研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0210
详细信息
    作者简介:

    田培妤(1996—),女,硕士研究生,现从事核动力系统与设备研究,E-mail: 805656155@qq.com

  • 中图分类号: TL413+.31

Simulation Study on Switching Operation Law of Feed Water Pumps in Multi-pump Parallel Feed Water System

  • 摘要: 多泵并联给水系统作为核动力系统的主要子系统之一,其给水泵的切换运行规律对系统运行经济性以及系统运行特性至关重要。本研究利用系统仿真支撑软件APROS建立了多泵并联给水系统仿真模型,并依据额定设计值验证了模型的准确性。基于此,通过进行不同切换条件下的线性升、降负荷仿真,对给水泵切换运行规律和系统动态特性进行了研究。研究结果表明,针对本研究对象,其高负荷工况切换点选取为70%额定流量,低负荷工况切换点选取为30%额定流量时,既能获得良好的系统动态响应,还能保持给水泵运行经济性较高。此外,低负荷工况对给水泵切换引入的扰动更为敏感。低负荷工况下,若切换条件选取不当,则会导致降负荷过程中系统触发超压排放。

     

  • 图  1  汽水循环回路示意图

    Figure  1.  Scheme Diagram of Steam-Water Circulation Circuit

    图  2  满转速下给水泵流量-扬程曲线

    注:图中数据以额定工况下给水泵所需扬程及流量为基准进行归一化处理    

    Figure  2.  Flow-Head Curve of Feed Water Pump under Full Speed      

    图  3  不同工况下给水泵总耗功量对比

    Figure  3.  Comparison of Total Power Consumption of Feed Water Pump under Different Conditions

    图  4  3台给水泵切换为2台给水泵时系统动态响应曲线

    Figure  4.  System Dynamic Response Curves as Three Feed Water Pumps Switched to Two Feed Water Pumps

    图  5  2台给水泵切换为3台给水泵时系统动态响应曲线

    Figure  5.  System Dynamic Response Curves as Two Feed Water Pumps Switched to Three Feed Water Pumps

    图  6  2台给水泵切换为1台给水泵时系统动态响应曲线

    Figure  6.  System Dynamic Response Curves as Two Feed Water Pumps Switched to One Feed Water Pump

    图  7  1台给水泵切换为2台给水泵时系统动态响应曲线

    Figure  7.  System Dynamic Response Curves as One Feed Water Pump Switched to Two Feed Water Pumps

    表  1  额定工况下稳态仿真结果对比

    Table  1.   Comparison of Steady-state Simulation Results under Rated Conditions

    参数名 设计值 模拟值 相对误差/%
    反应堆热功率 1.00000 0.99827 −0.173
    冷却剂流量 1.00000 1.00001 0.001
    冷却剂平均温度 1.00000 1.00002 0.002
    稳压器压力 1.00000 0.99493 −0.507
    给水温度 1.00000 0.99986 −0.014
    给水总流量 1.00000 0.99066 −0.934
    蒸汽总产量 1.00000 1.00065 0.065
    主蒸汽压力 1.00000 0.99987 −0.013
    SG水位 1.00000 0.99879 −0.121
    汽轮机总功率 1.00000 1.00038 0.038
    下载: 导出CSV

    表  2  不同工况下单台泵的功率和效率

    Table  2.   Power and Efficiency of Single Pump under Different Conditions

    负荷/%FP 3台给水泵运行 2台给水泵运行 1台给水泵运行
    耗功 效率/% 耗功 效率/% 耗功 效率/%
    100 0.697 55.898
    90 0.667 55.454
    80 0.663 53.767
    70 0.673 49.858 0.932 54.5
    63 0.687 45.891 0.883 53.996
    60 0.681 44.401 0.847 53.795
    50 0.663 38.67 0.747 51.132
    40 0.654 31.545 0.689 44.723
    30 0.652 24.094 0.665 35.327 0.863 54.513
    20 0.654 16.123 0.661 24.017 0.703 44.824
    10 0.655 8.133 0.661 12.165 0.672 23.911
      注:①FP—满功率;②耗功均以满转速下单泵提供额定流量所需功率为基准进行了归一化处理;③“—”表示无数据,即单台给水泵转速超过100%,所以不进行计算
    下载: 导出CSV
  • [1] 王鑫,韩伟实,何艺峰,等. 双泵并联给水系统切换方式模拟研究[J]. 核科学与工程,2012, 32(3): 234-237,253. doi: 10.3969/j.issn.0258-0918.2012.03.008
    [2] 李民,陈齐清. 优化主给水泵切换条件 避免触发给水流量限制[J]. 中国核工业,2008(5): 32-34.
    [3] 解涛. 300 MW机组低负荷给水泵运行方式优化[J]. 山西电力,2010(4): 46-48. doi: 10.3969/j.issn.1671-0320.2010.04.016
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-08-18
  • 修回日期:  2022-10-22
  • 刊出日期:  2023-02-15

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