[發明專利]一種高壓爆破閥流阻模擬件設計分析方法

有效

• 申請號: 202110412104.3
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113111472B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 楊磊;周興強;王建偉;武心壯;杜炎剛
• 申請（專利權）人: 上海核工程研究設計院股份有限公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/28;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

本發明的目的在于公開一種高壓爆破閥流阻模擬件設計分析方法，與現有技術相比，基于工程實際應用數據作為輸入，完全結合工程實際應用進行理論設計和計算分析，實現設計產品與工程實際相符合，且可直接應用于工程實際，降低設備研制成投入，提高新型設備研制經濟性，為后續類似結構非標設備的設計奠定基礎，填補該領域的空白，實現本發明的目的。

技術領域

本發明涉及一種模擬件設計分析方法，特別涉及一種高壓爆破閥流阻模擬件設計分析方法。

背景技術

非能動堆芯冷卻系統作為AP/CAP系列核電廠的特有安全系統，該系統流道試驗直接制約電廠一回路水壓試驗實施，是核島調試的重點和關鍵點。根據AP/CAP系列核電廠PXS系統試驗設計要求，在機組調試階段必須對PXS系統IRWST水箱出口至反應堆堆芯之間的直接安全注入管線進行管道流阻測量試驗，用于驗證嚴重事故工況下IRWST直接注入反應堆堆芯的能力滿足核電廠安全分析和設計要求。

AP/CAP系列核電廠所用正式爆破閥為封閉式閥門，爆破閥開啟動作屬于破壞性永久開啟，即在電廠調試階段PXS系統調試過程中，電廠正式爆破閥無法參與執行IRWST水箱出口至反應堆堆芯之間的直接安全注入管線(高壓爆破閥安裝管線)流阻試驗。因此試驗期間必需使用軸向物理結構尺寸與正式爆破閥相同、流阻與正式爆破閥相當的爆破閥流阻模擬件替代正式爆破閥，且該爆破閥流阻模擬件必須具備較高精度的測量功能。

高壓爆破閥管道法蘭之間安裝尺寸有明確限制、正式爆破流阻值有明確限制、流阻模擬件的量程性能及測量精度等均有明確要求，因此，按照常規的管道元件設計無法同時滿足上述的所有限制條件，為了更好地進行高壓爆破閥流阻模擬件結構設計，需對爆破閥流阻模擬件結構進行詳細的分析，實現同一管道元件同時滿足所有的要求和條件，很好地替代正式的爆破閥安裝于試驗管道中進行管道流阻試驗，實現IRWST水箱出口至反應堆堆芯之間的直接安全注入管線安全注入能力分析所需參數的準確測量。

因此，特別需要一種高壓爆破閥流阻模擬件設計分析方法，以解決上述現有存在的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高壓爆破閥流阻模擬件設計分析方法，針對現有技術的不足，滿足后續CAP系列核電廠PXS系統IRWST水箱出口至反應堆堆芯之間的直接安全注入管線流阻試驗所用的高壓爆破閥流阻模擬件。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種高壓爆破閥流阻模擬件設計分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)確定爆破閥流阻模擬件最大壓損：

根據爆破閥的設計要求，正式爆破閥流阻：

即正式爆破閥流量系數：

根據工程實際PXS系統流道試驗要求，爆破閥流阻模擬件最大流阻L/D，即可確定爆破閥流阻模擬件最大壓損：

(2)確定最小通流面積：

根據差壓式流量設備設計原理可得爆破閥流阻模擬件所產生的永久性壓損與介質流經爆破閥流阻模擬件所產生的差壓之間關系，進而求解出介質流經爆破閥流阻模擬件是所產生的差壓：

根據伯努利連續方程、系統試驗流量等參數進而可求解最小通流截面：

根據爆破閥流阻模擬件最小通流面積求解爆破閥流阻模擬件最小通流段直徑d，考慮不同溫度條件下材料的熱膨脹效應，對爆破閥流阻模擬件最小通流段直徑進行溫度修正，最終加工直徑：d＝D₂₀[1+λ_d(t-20)]；

(3)確定阻力系數：