第3卷第5期供水技術(shù)Vol.3 No.52009年10月WATER TECHNOL0GYOct. 2009電廠循環(huán)水供水系統(tǒng)事故水錘過程的仿真研究賁岳，高學貞，韓磊，張東文，鄭冠軍，侯付彬，王麗華(國核電力規(guī)劃設(shè)計研究院水務(wù)部，北京100080)摘要:針對某電廠循環(huán)水供水系統(tǒng)的特點,應(yīng)用AFT Impulse"M4.0 動態(tài)流體分析軟件,對系統(tǒng)事故停泵水力過渡過程進行了計算機仿真,對泵出口閥不同關(guān)閥規(guī)律對應(yīng)的過渡過程進行了比較分析,得出了較理想的關(guān)閥規(guī)律。仿真結(jié)果表明,最大水錘升壓發(fā)生在三泵并聯(lián)同時事故關(guān)閥,但此種情況發(fā)生概率較小，而停泵水錘概率較高,且關(guān)閥規(guī)律選擇不當時對應(yīng)的工況壓力變化較大。經(jīng)計算機仿真計算得出的結(jié)論對提高電廠循環(huán)水系統(tǒng)的可靠性和運行穩(wěn)定性具有一定的意義。關(guān)鍵詞:循環(huán)水 系統(tǒng);水 錘;仿真中圖分類號: TK730. 4文獻標志碼: A文 章編號: 1673 - 9353(2009 )05 -0026 -04doi:10. 3969/j. issn. 1673 - 9353.2009. 05. 007Simulation on the transition process of accidental water hammerof circular water supply system in power plantBen Yue，Gao Xuezhen ,Han Lei，Zhang Dongwen,Zheng Guanjun，Hou Fubin，W ang Lihua( Department of Water Works ，State Nuclear Electric Power Planning Design andResearch Institute, Beijing 100080, China )Abstract: In accordance with the characteristic of circular water supply system in power plant,applying the dynamic fluid analysis soft of AFT Impulse' M 4. 0, computer simulation was made on thetransition process of accidental pump-stop. The transition process corresponding to diferent closing valveregulations was compared and perfect closing valve rules were obtained. The simulation results showedthat the maximal water hammer pressure arised from three parallel connection valves closingsimultaneously, but this occurred little than three parallel connection pumps stopped and the unaptclosing valve regulation could make water hammer pressure arise. The conclusion had important practicesignifcance to improve reliability and stability of circular water supply system in power plant.Key words: circular water supply system; water hammer; simulation對于電廠循環(huán)水系統(tǒng)，系統(tǒng)管道的水錘分析設(shè)力,管道會爆裂。同時水錘的影響巨大,會破壞泵計尤為重要。在一般壓力供水管道系統(tǒng)中,為避免站閥門等設(shè)施,危害程度較大。事故的發(fā)生,通常在閥門]附近安裝緊急關(guān)閉閥,該閥筆者針對某電廠循環(huán)水系統(tǒng)的事故水錘進行了的緊急關(guān)閉,會阻止液體的繼續(xù)輸送,避免其他事故仿真模擬,為確保系統(tǒng)的安全運行,對系統(tǒng)進行詳細的發(fā)生”。閥門的快速關(guān)閉,雖然解決了介質(zhì)的逆的過渡過程分析,并選擇合適的防護措施。系統(tǒng)中流問題，但隨之而來會誘發(fā)水錘[12- 3。水錘使管道水泵選用軸流中國煤化I's,額定揚程內(nèi)部流體壓力驟增,如果該壓力超過管道的設(shè)計壓為12.5 m，MHCNMH G頓定效率為●26●2009年10月賁岳,等:電廠循環(huán)水供水系統(tǒng)事故水錘過程的仿真研究第3卷第5期88%,機組轉(zhuǎn)動慣量為7300kg●m',泵出口閥選用基本一致,均是從穩(wěn)態(tài)壓力降低后逐漸升高到一定可控液控蝶閥。壓力再波動降低,直至為零。同時也可以看出隨著1事故停泵過渡過程計算機仿真關(guān)閥時間的延長,閥門后壓力變化幅度減小,在快關(guān)采用AFTImpulse'M4.0流體分析軟件對事故5s,慢關(guān)55s的工況下壓力變化幅度最小，僅升高水錘情況進行了分析,結(jié)合該循環(huán)水供水系統(tǒng)的實到0. 164 MPa, 而快關(guān)2 s慢關(guān)6s和快關(guān)2 s慢關(guān)8際情況,分別對三泵并聯(lián)運行中- -臺事故斷電停泵、s的工況下，閥門后壓力均升至0.18 MPa。雖然快兩臺同時事故停泵及三臺同時事故停泵的過渡過程關(guān)5s,慢關(guān)55s的工況下壓力變化幅度最小，但是進行計算機仿真,得出過渡過程中的泵組最不利參從圖中可以看出,三種工況下隨著關(guān)閥時間的延長數(shù)。對于事故水錘采取兩階段關(guān)閥進行考察,即快水泵倒轉(zhuǎn)較嚴重,最大反轉(zhuǎn)速度分別是額定轉(zhuǎn)速的關(guān)75° ,慢關(guān)15°1.1,1.26和1.7倍,過大的反轉(zhuǎn)速度直接導致水泵1.1一臺事故斷電停泵的損壞，一般水泵允許反轉(zhuǎn)速度是額定轉(zhuǎn)速的1.2三泵并聯(lián)一- 泵事故停泵的計算機模擬結(jié)果如圖倍左右。因此，三泵并聯(lián)一臺事故停泵的工況下,閥1至圖3,從圖中可以看出關(guān)閥后壓力曲線變化趨勢門要在10s內(nèi)關(guān)閉,以保證水泵不被損壞。0.20 t800.15， 6C400.05of-2010 1s2010Time/seca.壓力變化泵轉(zhuǎn)速變化圖1快關(guān)2 s,慢關(guān)6 s時的仿真結(jié)果Fig.1 Results of simulation at 2 s fast close and 6 s slow close0.20 r100604C0.1020-01:-40515Time/secondsb.泵轉(zhuǎn)速變化圖2快關(guān)2s,慢關(guān)8s時的仿真結(jié)果Fig.2 Results of simulation at 2 s fast close and 8 s slow close1.2 兩泵同時事故斷電停泵度減小,15 s關(guān)閥時的壓力值即降為0.15 MPa。進兩泵同時事故斷電停泵過渡過程的計算機仿真-步延長關(guān)閥時間,水泵開始出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)情況,在快關(guān)結(jié)果如圖4、圖5所示。5s,慢關(guān)20s的工況下,壓力變化幅度增大，此時閥從圖4可以看出,15 s內(nèi)將閥門關(guān)閉,水泵不會門后壓力可升高到0.171 MPa,水泵最大反轉(zhuǎn)速度出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)情況,但過短的關(guān)閥時間導致閥門后壓力是額定轉(zhuǎn)速的1.18倍。因此,三泵并聯(lián)兩泵事故停驟然升高,可達到1.08 MPa。試驗中發(fā)現(xiàn),適當延泵的情況下,中國煤化工曼關(guān)10s為長關(guān)閥時間,例如快關(guān)5 s,慢關(guān)10s時,壓力升高幅宜。YHCNM HG.27.第3卷第5期供水技術(shù)2009年10月0.20↑10080多500.15 I40-0.10of-200.05-40-60--80L2006(8(0.00406CTime/secondsa.壓力變化b.泵轉(zhuǎn)速變化圖3快關(guān)5 s,慢關(guān)55 s時的仿真結(jié)果Fig.3 Results of simulation at5 s fast close and 55 s slow close1.580 |g 1.050 F言0.552(1015圖4快關(guān)2s,慢關(guān)6s時的仿真結(jié)果Fig.4 Results of simulation at 2 s fast close and 6 s slow close0.20 t00 r0.15-soA. 20? 0.05304(Time/sconds圖5 快關(guān)5 s,慢關(guān)20 s時的仿真結(jié)果Fig.5 Results of simulation at5 s fast close and 20 s slow close1.3 三泵同時事故斷電停泵力分別為0.148,0. 156和0.167 MPa,而三種工況兩階段關(guān)閥壓力變化情況如圖6至圖8所示。下泵開始倒轉(zhuǎn)的時間分別為41.1,41.8和42.4 s,考察了4種工況下的壓力變化:①快關(guān)5 s,慢關(guān)55最大反轉(zhuǎn)速度分別是額定轉(zhuǎn)速的1. 138,1.14和1.s;②快關(guān)10 s,慢關(guān)50 s;③快關(guān)15 s,慢關(guān)45 s;④143倍。適當延長關(guān)閥時間，如圖8可知,快關(guān)10快關(guān)10s,慢關(guān)90s。從圖7至圖9可以看出,控制s,慢關(guān)90s的中國煤花土0.122 MPe，閥門關(guān)閉時間為60 s,隨著慢關(guān)時間的減少,壓力升比60s最佳工CHCNMH G .降幅度增強,慢關(guān)時間為55,50和45s時的最大壓一步降低了水錘止力的地告.28.2009年10月賁岳,等:電廠 循環(huán)水供水系統(tǒng)事故水錘過程的仿真研究第3卷第5期0.20 t100卜8C0.15 |600.10 t40t 20(02080-2054(Time/sa.壓力變化、lime/secondsb.泵轉(zhuǎn)速變化圖6快關(guān)5 s,慢關(guān)55 s時的仿真結(jié)果Fig.6 Resuls of simulation at 5 s fast close and s5 s slow elose100E 0.150.10i 0.0250。Time/seconds圖7快關(guān) 15 s,慢關(guān)45 s時的仿真結(jié)果Fig.7 Reults of simulation at 15 s fast elose and 45 s slow closeg 0.20t0.154f尋0.055150Time/seconds2.0圖8快關(guān)10s,慢關(guān)90 s工況下的壓力變化曲線圖9三泵并聯(lián)瞬間關(guān)閥壓力變化 曲線Fig.8 Pressure variation at 10 s fast close and 90 s slow closeFig.9 Instaant closed valve pressure variation curve at three1.4三泵并聯(lián)突然關(guān)閥parallel connection pumps work condition三泵并聯(lián)閥門]突然損壞關(guān)閉的壓力變化情況如②多泵并聯(lián)使用時,其中幾臺泵事故停泵時圖9所示,從圖可知閥i ]的瞬時關(guān)閉,造成管道內(nèi)壓要合理控制關(guān)閥時間，以防止水泵過量倒轉(zhuǎn)損壞水力變化增幅較大,最大壓力為4.54 MPa。而實際上泵。多泵同時事故停泵時水錘壓力較大,適當延長閥門不可能突然關(guān)閉,總有一定的歷時,其水錘現(xiàn)象關(guān)閥時間可以減弱水錘壓力波動值。比突然關(guān)閉情況要復雜得多,但上述水錘波傳播和③突然關(guān)閥時壓力驟然升高,對系統(tǒng)損壞較反射的規(guī)律仍然適用。大,因此閥門要經(jīng)常檢修,以防止關(guān)閥水錘的發(fā)生。2結(jié)論參考文獻:①水泵出口閥的關(guān)閉特性直接影響管道系統(tǒng)[1] Wylie EBStreeler VL.瞬變流[M].清華大學流體傳中的水錘壓力,可以通過合理確定水泵出口可控閥動與控制教研組譯北京.水利水由出版社,1987.的關(guān)閥程序有效地控制事故停泵水力過渡過程,避中國煤化工免系統(tǒng)中出現(xiàn)過大或過小的水錘壓力。收稿日期:20MYHCNMH G●29.