超（超）臨界疏水閥控管道水擊振動(dòng)特性研究.pdf

1、本文是在國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（編號(hào)：51349008）的支持下完成的。超（超）臨界火電機(jī)組疏水閥一般用在電站主蒸汽管路、二級(jí)過(guò)熱、冷再及抽汽回?zé)岬日羝苈诽幍氖杷傲髁空{(diào)節(jié)。據(jù)國(guó)家能源局超（超）臨界火電機(jī)組關(guān)鍵閥門(mén)國(guó)產(chǎn)化實(shí)施方案，由于缺乏基礎(chǔ)研究，超（超）臨界火電機(jī)組疏水閥仍然長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口。該類(lèi)閥門(mén)中工況苛刻的主蒸汽疏水閥工作時(shí)閥前壓力在30MPa左右，工作溫度可達(dá)610℃，而閥后連接的凝結(jié)水回收系統(tǒng)壓力較低（一般小于1MPa），在

2、如此高的高壓降下，易誘發(fā)閥后管道水擊振動(dòng)，產(chǎn)生空化、噪聲，嚴(yán)重地影響系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，甚至造成事故。針對(duì)超（超）臨界工況下管道水擊振動(dòng)的問(wèn)題，本文以閥控管道系統(tǒng)為研究對(duì)象，進(jìn)行了以下一系列研究：
　?。?）介紹了管道水錘的幾種典型工況和危害，從成因和影響因素兩個(gè)方面分析了疏水管路水擊振動(dòng)的關(guān)聯(lián)因素，針對(duì)國(guó)內(nèi)外管道水擊振動(dòng)研究的進(jìn)展，提出了研究開(kāi)閥水擊及從閥控角度抑制管道水擊振動(dòng)的必要性。
　　（2）基于疏水閥工作、控制原理和管

3、道軸向振動(dòng)方程建立了閥開(kāi)啟時(shí)閥后管道水擊振動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，著重考慮了閥開(kāi)啟過(guò)程的邊界條件，實(shí)現(xiàn)了液-管流固耦合分析的連接耦合。通過(guò)特征線(xiàn)法推導(dǎo)了編寫(xiě)程序的差分方程，建立了閥控管道水擊振動(dòng)分析的數(shù)學(xué)模型，為閥控管道水擊振動(dòng)研究奠定了理論基礎(chǔ)。
　?。?）借助計(jì)算流體力學(xué)軟件分析了疏水閥流量特性的變化規(guī)律，進(jìn)一步得到閥相對(duì)開(kāi)度隨開(kāi)啟時(shí)間變化的τ-t曲線(xiàn)，確定了管道系統(tǒng)在疏水閥處的邊界條件。通過(guò)研究蓄水池-閥-管道-盲板的典型水擊模型，獲

4、取了管道測(cè)點(diǎn)壓力和管壁質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度等變量的時(shí)域變化曲線(xiàn)、定時(shí)刻相關(guān)參數(shù)沿程變化曲線(xiàn)、水錘壓頭包絡(luò)線(xiàn)等物理量分布曲線(xiàn)，分析了管道水擊振動(dòng)分析的各類(lèi)依據(jù)。同時(shí)，分別依據(jù)蓄水池-閥-管道-孔板模型、蓄水池-管道-閥-回水池模型，分析了開(kāi)閥過(guò)程中各邊界工況下水錘波和應(yīng)力波的發(fā)生、傳播等特點(diǎn)，并分析了不同工況對(duì)管道水擊振動(dòng)特性的影響。
　?。?）依據(jù)蓄水池-閥-管道-回水池模型，研究了開(kāi)閥速度、開(kāi)閥規(guī)律、流量特性等因素對(duì)水擊、管道振動(dòng)劇烈程