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核电厂常规岛电动给水泵切换瞬态分析
作者:管理员    发布于:2018-07-14 09:01:57    文字:【】【】【

  发电技术论坛n友电二= 1电泵系统及运行宁德核电厂一期采用3台50额定容量电泵的配置方案,正常运行时二运一备。电泵系统由前置泵、电动机、液力偶合器、压力级泵组成。前置泵和压力级泵均为卧式、单级、离心泵。前置泵与电动机刚性连接,而压力级泵通过液力偶合器与电动机连接,因此压力级泵转速可在一定范围内调节。压力级泵出口设有返回除氧器的小流量管线(又称再循环管线)由小流量控制阀调节流量,以防止给水泵在低流量时损坏。电泵的小流量管线由压力级泵出口止回阀前管道上引出的2根管线组成,每根管线的容量为1台电泵额定流量的30,2路总容量达1台电泵额定流量1台给水泵故障跳闸,在备用泵联锁起动的过程中,送往蒸汽发生器的给水量会突然减少,即存在失水量。宁德核电厂一期为避免核电站反应堆紧急停堆,要求备用泵在接收到运行泵跳闸信号后联锁起动时间<15s失水量需低于15m3111.在备用给水泵起动时,小流量管线投入运行,小流量阀根据电泵间连接管上流量孔板的输出信号动作。正常运行时备用泵的小流量阀应保持开启,以保证切换时备用泵可快速起动达到满转速;小流量阀关闭相对缓慢(15s之内)这样可以降低对给水系统的水力冲击。

  2瞬态分析模型以备用泵的起动曲线、正常运行泵的超速运行特性为依据,得到给水泵组的前置泵和压力级泵的转速变化曲线。控制备用泵小流量阀的关闭过程,使2个小流量阀在备用泵达到97流量时同时关闭,小流量阀关闭时间为10s.改变备用泵的2个小流量阀的总额定容量,并将小流量阀的关闭过程视作线性过程。通过所建模型分析在电泵切换瞬态过程中的失水量。

  2.1小流量阀容量对失水量的影响建立小流量阀总容量分别为其电泵额定流量30和60的2台电泵模型。通过模型计算得到,小流量阀总容量为备用泵30 额定流量时,失水量约为6m3;小流量阀总容量为备用泵60额定流量时,失水量约为9m3,相对变化量(结果变化量值与原结果的比值)约为50.可见,失水量对小流量阀容量变化非常敏感。

  2.2其它因素对失水量的影响通过以下5种模拟工况研究电泵的高转速、设备转动惯量、电泵的加速性能与电泵的惰转情况等各因素对失水量影响的敏感度。为避免干扰,假定小流量阀处于关闭状态。

  模拟工况1假定第10s时发生给水泵切换瞬态,故障电泵跳闸,10s后停止转动,转速呈线性降低;备用泵起动,前置泵5s达到额定转速,压力级泵13s达到大转速(5077r/min)之后20s在切换工况下运行;正常电泵在第10s时开始提高转速,10s后达到切换工况,之后在切换工况下运行20s.该工况模拟得出电泵出口母管大失水量约为3.3m3.模拟工况2:其它条件与工况1相同,只是正常泵开始提高转速2s后就达到切换工况,并在切换工况下运行20s.该工况模拟得出电泵出口母管大失水量约为3m3.模拟工况3:其它条件与工况1相同,只是备用泵起动时压力级泵达到的大转速变为5200r/min.该工况模拟得到电泵出口母管大失水量约为1.2模拟工况4:其它条件与工况1相同,只是故障泵跳闸时开始惰转,该工况模拟得到电泵出口母管大失水量约为3.2m3.模拟工况5:其它条件与工况4相同,只是3台电泵转动惯量都在规定的基础上又增加了800kgm2.该工况模拟得到电泵出口母管大失水量约为1.41比较各工况模拟结果:(1)比较模拟工况1和工况2正常泵从额定工况加速到切换工况的加速时间由10s变为2s后,失水量减少约0. 3m3,相对变化量为9;(2)比较模拟工况1和工况3,当备用泵起动,正常运行的电泵高转速由5077i/min变为5200r/min后,失水量约减少2.1m3,相对变化量为64;(3)比较模拟工况1和工况4,故障泵在自行惰转与线性惰转情况下失水量分别是3.2m3与3.3m3,自行惰转情况下失水量减少了(4)比较模拟工况4和工况5,当电泵转动惯量明显增大后,失水量减少约1.79m3,相对变化量为56.发电技术论坛斑ns电。二二电镜下腐蚀坑横截面的表面形貌,表4为腐蚀坑横截面能谱成分分析结果。可以看出,腐蚀坑横截面的成分分析结果与腐蚀坑表面成分分析结果相似,都含有较多的腐蚀元素,特别是含有Cl和S元素。

  0腐蚀坑横截面的扫描电镜形貌表4腐蚀坑横截面能谱成分分析元素重量百分比原子百分比3结论与建议宏观形貌分析表明,SUPER304H钢管表面出(上接第83页)3结论宁德核电厂一期常规岛的1台电泵故障跳闸后在备用泵起动的过程中,失水量大约9m3(低于15m3),符合核岛给水要求。

  由各工况失水量的变化值与相对变化量可见,电泵小流量阀容量、高转速、转动惯量对瞬现了孔径很小且分布不均匀的腐蚀坑,没有腐蚀坑的部位,基体金属光泽明显,有腐蚀坑的部位,表面有褐色锈迹。

  钢管材料化学成分符合CASE2328―1对SU-PER304H钢的要求,可排除成分不合格导致SU-PER304H钢表面腐蚀的可能性。

  钢管材料基体组织为细小的等轴晶奥氏体晶粒度正常,晶粒内有较多析出物;腐蚀坑周围的基体组织正常,为细小的等轴晶奥氏体没有发现晶间腐蚀的迹象。

  腐蚀坑表面和横截面的能谱成分分析结果表明,样品表面无论是腐蚀坑的部位还是没有腐蚀坑的部位都含有较多的腐蚀元素,特别是含有一定量的Cl和S元素。

  局部腐蚀由孔蚀引起,而孔蚀是钢管通过海运到达电厂后在室外放置时间超过半年,且位于海边,大气中的Cl离子容易在材料表面不均匀吸附导致钝化膜的不均匀破坏121而引起的。对此,建议SUPER304H钢管在海运过程中要有适当的防护措施,避免接触海水和直接暴露在海洋大气环境中;在沿海地区安装前的放置过程中,要采取加盖帆布,使用缓蚀剂等适当的防护措施,尽快安装就位,减少室外放置时间。对本次存在局部腐蚀的SUPER304H钢管进行打磨消缺,并经渗透探伤和壁厚测量检验合格后方可使用。

  杨华春。日本SUPER304H奥氏体不锈钢锅炉管评述态分析结果影响较大。运行中若瞬态分析不能满足要求时,应设法调节这3个主要因素。

  原子能出版社,2005. 50541996,火力发电厂汽水管道设计技术规定

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