[發明專利]迷宮槽式閥門內件的設計方法

有效

• 申請號: 202010102298.2
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111188944B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 祝欣慰;邵杰;張賢;蔣永兵;顏炳良;諶傳江;顏巖
• 申請（專利權）人: 國核電力規劃設計研究院有限公司;重慶川儀調節閥有限公司;國核示范電站有限責任公司
• 主分類號: F16K47/08
• 分類號: F16K47/08;F16K47/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 尹麗云

本發明公開了一種迷宮槽式閥門內件的設計方法，利用防空化關系方程和壓力損失方程建立了迷宮槽的總阻尼系數的限制條件，再根據預設結構尺寸計算實際總阻尼系數，通過驗證實際總阻尼系數是否滿足該限制條件來驗證該預設尺寸是否合適，使得最終選定的密封槽的結構尺寸能夠在閥后壓力接近飽和蒸汽壓力的工況時，避免閥門內出現空化、汽蝕現象，從而提高閥門的壽命；并且這個設計方法中根據迷宮槽中沿程短的特性，忽略了沿程阻尼，不僅對最終結果的準確性影響很小，還大幅降低了設計計算的復雜度。

技術領域

本發明涉及閥門領域，具體涉及一種迷宮槽式閥門內件的設計方法。

背景技術

為延長閥門的使用壽命，特定工況條件下的閥門需要有防空化的作用。對于一些閥門(例如：最小流量閥門)，其工況要求閥門出口端的壓力接近介質的飽和蒸汽壓力，但對于一般的閥門，在閥后壓力接近飽和蒸汽壓力時很容易出現空化現行。迷宮槽式閥門內件是一種常見的閥門內件，現有很多閥門內件通過對迷宮槽的結構進行特殊設計實現普通工況的防空化，但現有迷宮槽式閥門內件在閥后壓力接近飽和蒸汽壓力時仍然會出現空化現象，不適用于這種工況。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種迷宮槽式閥門內件的設計方法，以在閥后壓力接近飽和蒸汽壓力的工況時，降低空化現象出現概率。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明技術方案如下：

一種迷宮槽式閥門內件的設計方法，包括：

建立迷宮槽內不發生空化汽蝕現象所需滿足的防空化關系方程，所述防空化關系方程包括出口壓力、介質飽和蒸汽壓力、介質密度和迷宮槽出口速度；

建立介質從入口出至出口處壓力損失關系方程，所述防空化關系方程包括出口壓力、入口壓力、實際總流阻系數、介質密度及迷宮槽出口速度，所述總流阻系數忽略沿程阻尼；

根據所述防空化關系方程和所述壓力損失關系方程計算出實際總流阻系數的最小取值，即最小總流阻系數；

預設迷宮盤的外徑尺寸，預設迷宮盤的厚度，并預設迷宮槽的結構尺寸，所述迷宮槽包括多段直槽段，相鄰兩直槽段之間相互垂直，所述迷宮槽各處深度相等，所述迷宮槽采用從入口至出口方向槽寬逐漸增大的漸擴結構，且在同一段直管段中，沿長度方向各處的槽寬相等；

根據預設的迷宮槽的結構尺寸計算整個迷宮槽的實際總流阻系數，所述實際總流阻系數的計算忽略沿程阻尼；

若所述實際總流阻系數大于或等于該最小總流阻系數，則以預設的相應迷宮槽的結構尺寸作為設計尺寸，若所述實際總流阻系數小于該最小總流阻系數，則調整所述迷宮槽的結構尺寸，直至相應的實際總流阻系數大于或等于所述最小總流阻系數。

可選的，所述防空化關系方程為：

P₂-P_υ≥ρV²

其中，P₂為出口壓力，P_υ為介質飽和蒸汽壓力，ρ為介質密度，V為迷宮槽出口速度；所述壓力損失關系方程為：

其中，P₁為入口壓力，ε為實際總流阻系數；

根據所述防空化關系方程和所述壓力損失關系方程，則有實際總流阻系數ε需滿足：

則最小總流阻系數

可選的，根據預設的迷宮槽的結構尺寸計算整個迷宮槽的實際總流阻系數的方法包括：

對迷宮槽各處截面突變的類型進行分類，獲取各截面突變類型相對應的局部流阻系數；