CN109212998A - 一种核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法及系统，方法包括：S100、在Flowmaster流体计算软件中建立预试验Flowmaster模型，该Flowmaster模型包括止回阀、流量表、控制器；S200、将该Flowmaster模型模型应用到系统整体的水力模型中进行不同流量工况的模拟，控制器根据流量表的流量监测结果确定止回阀的压降；S300、根据控制器确定的压降换算得到阀门开度；S400、将所述阀门开度与理论上的最大开度角对比，确定止回阀出口法兰修削后是否会对该具体工况下的系统流量产生影响。本发明可以模拟流体流经止回阀的阻力系数随着系统流量的变化情况，即反应阀门开度受流体冲击的真实变化情况；而且可以确定止回阀出口法兰修削后是否会对该具体工况下的系统流量产生影响。

Description

一种核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法及系统

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法及系统。

背景技术

核电厂蝶式止回阀的工作原理为：管道内流体克服阀板的弹簧力来改变阀门开度，即随着试验流量的增大，逆止阀开度将会随着流体对阀瓣的冲击力逐渐变大，流量系数Cv值(表示阀门流通能力，Cv值越大，阀门开度越大)越大。

核电站中，有些止回阀的阀瓣与上、下游法兰存在干涉。例如岭澳3号机L307大修对止回阀EAS047/048VB进行解体检查，并参考现场管道实际尺寸制作模拟件，模拟发现阀门在全开状态下，阀瓣仅与模拟件内圆一边有轻微接触。进一步详细测量，L3EAS047/048VB两个阀门阀瓣最大开启角度为62.50。EAS047/048VB为安装在EAS安喷泵旁路管线上的止回阀。在安全壳喷淋泵失效的事件中，将EAS系统与正在运行的LHSI泵吸入端连接管打开，就可以使冷却剂通过安全壳喷淋热交换器进行冷却，从而将余热排出安全壳。根据核电厂安全相关系统和设备定期试验监督要求，要求阀瓣具有可自由旋转性，目前阀瓣状态不能满足可自由旋转的要求。因此，需要对止回阀出口法兰进行倒角，以解决阀瓣与法兰内壁存在干涉的问题。法兰修削后，需重新评估是否会对具体工况下系统流量产生影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法，包括：

在Flowmaster流体计算软件中建立预试验Flowmaster模型，该Flowmaster模型包括管道、设置在管道上的止回阀、与管道连接的用于监视管道的流量的流量表、与所述流量表以及止回阀连接的控制器；

将该Flowmaster模型模型应用到系统整体的水力模型中进行不同流量工况的模拟，控制器根据流量表的流量监测结果确定止回阀的压降；

根据控制器确定的压降换算得到阀门开度。

在本发明所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法中，所述的控制器根据流量表的流量监测结果确定止回阀的压降包括：根据止回阀厂商提供的止回阀的流量与压降的数据拟合得到压差与流量方程，用VB语言编写控制器的脚本，脚本将流量表输入到控制器的流量监测结果作为所述压差与流量方程的自变量，将压差与流量方程的因变量作为止回阀的压降输出。

在本发明所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法中，所述的根据控制器确定的压降换算得到阀门开度包括：根据止回阀厂商提供的止回阀的压降与开度的表格，查询控制器确定的压降所对应的阀门开度。

在本发明所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法中，所述方法还包括：

将所述阀门开度与理论上的最大开度角对比，确定止回阀出口法兰修削后是否会对该具体工况下的系统流量产生影响。

在本发明所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法中，所述的确定止回阀出口法兰修削后是否会对该具体工况下的系统流量产生影响包括：

如果换算得到的所述阀门开度小于等于理论上的最大开度角，则判定止回阀出口法兰修削后不会对该具体工况下的系统流量产生影响；如果换算得到的所述阀门开度大于理论上的最大开度角，则判定止回阀出口法兰修削后会对该具体工况下的系统流量产生影响

本发明还要求保护一种核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟系统，包括：

预试验Flowmaster模型，在Flowmaster流体计算软件中建立，该Flowmaster模型包括管道、设置在管道上的止回阀、与管道连接的用于监视管道的流量的流量表、与所述流量表以及止回阀连接的控制器；其中，将该Flowmaster模型模型应用到系统整体的水力模型中进行不同流量工况的模拟时，控制器根据流量表的流量监测结果确定止回阀的压降；

阀门开度计算模块，用于根据模型中的控制器确定的压降换算得到阀门开度。

在本发明所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟系统中，所述系统还包括拟合模块，用于根据止回阀厂商提供的止回阀的流量与压降的数据拟合得到压差与流量方程；

其中，所述控制器的脚本用VB语言编写，脚本将流量表输入到控制器的流量监测结果作为所述压差与流量方程的自变量，将压差与流量方程的因变量作为止回阀的压降输出。

在本发明所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟系统中，所述的根据控制器确定的压降换算得到阀门开度包括：根据止回阀厂商提供的止回阀的压降与开度的表格，查询控制器确定的压降所对应的阀门开度。

在本发明所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟系统中，系统还包括：

判定模块，用于将所述阀门开度与理论上的最大开度角对比，确定止回阀出口法兰修削后是否会对该具体工况下的系统流量产生影响。

在本发明所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟系统中，所述判定模块包括：

第一判定单元，如果换算得到的所述阀门开度小于等于理论上的最大开度角，则判定止回阀出口法兰修削后不会对该具体工况下的系统流量产生影响；

第二判定单元，如果换算得到的所述阀门开度大于理论上的最大开度角，则判定止回阀出口法兰修削后会对该具体工况下的系统流量产生影响。

实施本发明的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法及系统，具有以下有益效果：通过搭建Flowmaster模型，可以实现较为准确的模拟流体流经止回阀的阻力系数随着系统流量的变化情况，即反应阀门开度受流体冲击的真实变化情况；而且将模拟得到的阀门开度与理论上的最大开度角对比，可以确定止回阀出口法兰修削后是否会对该具体工况下的系统流量产生影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是本发明的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法的流程图；

图2是本发明建立的Flowmaster模型示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。

为了更好的理解本发明的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

一方面，本发明公开了一种核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法。较佳实施例中，参考图1，方法包括：

S100、在Flowmaster流体计算软件中建立预试验Flowmaster模型。

参考图2，该Flowmaster模型包括管道、设置在管道上的止回阀、与管道连接的用于监视管道的流量的流量表、与所述流量表以及止回阀连接的控制器。

S200、将该Flowmaster模型模型应用到系统整体的水力模型中进行不同流量工况的模拟，控制器根据流量表的流量监测结果确定止回阀的压降。

具体的，所述的控制器根据流量表的流量监测结果确定止回阀的压降包括：根据止回阀厂商提供的止回阀的流量与压降的数据拟合得到压差与流量方程，用VB语言编写控制器的脚本，脚本将流量表输入到控制器的流量监测结果作为所述压差与流量方程的自变量，将压差与流量方程的因变量作为止回阀的压降输出。

可以理解的是，拟合的方法并不做限制，可以利用MATLAB等软件进行拟合，拟合算法可以是最小二乘法等。例如，本实施例中拟合得到的压差与流量方程为y＝133620x+1294.4。VB语言编写控制器的脚本如下：

q＝Controller.InputValue(1)

k1＝133620

k2＝1294

dp＝k1*abs(q)+k2

Controller.OnputValue＝dp

S300、根据控制器确定的压降换算得到阀门开度，具体包括：根据止回阀厂商提供的止回阀的压降与开度的表格，查询控制器确定的压降所对应的阀门开度。

需要说明的是，可能步骤S200中计算的压降并不存在于表格中，但是因为最终只需将查到的阀门开度与理论上的最大开度角进行对比，所以可以根据步骤S200中计算得到的压降查询大于该压降且与该压降最接近的压降所对应的阀门开度，来估算步骤S200中计算得到的压降所对应的阀门开度。

S400、将所述阀门开度与理论上的最大开度角对比，确定止回阀出口法兰修削后是否会对该具体工况下的系统流量产生影响，具体包括：

如果换算得到的所述阀门开度小于等于理论上的最大开度角，则判定止回阀出口法兰修削后不会对该具体工况下的系统流量产生影响；如果换算得到的所述阀门开度大于理论上的最大开度角，则判定止回阀出口法兰修削后会对该具体工况下的系统流量产生影响

基于同一发明构思，本发明还公开了一种核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟系统，包括：

拟合模块，用于根据止回阀厂商提供的止回阀的流量与压降的数据拟合得到压差与流量方程。可以理解的是，拟合的方法并不做限制，可以利用MATLAB等软件进行拟合，拟合算法可以是最小二乘法等。例如，本实施例中拟合得到的压差与流量方程为y＝133620x+1294.4。

预试验Flowmaster模型，在Flowmaster流体计算软件中建立，该Flowmaster模型包括管道、设置在管道上的止回阀、与管道连接的用于监视管道的流量的流量表、与所述流量表以及止回阀连接的控制器。其中，所述控制器的脚本用VB语言编写，脚本将流量表输入到控制器的流量监测结果作为所述压差与流量方程的自变量，将压差与流量方程的因变量作为止回阀的压降输出。因此，将该Flowmaster模型模型应用到系统整体的水力模型中进行不同流量工况的模拟时，控制器可以根据流量表的流量监测结果自动确定止回阀的压降。本实施例中，VB语言编写控制器的脚本如下：

q＝Controller.InputValue(1)

k1＝133620

k2＝1294

dp＝k1*abs(q)+k2

Controller.OnputValue＝dp

阀门开度计算模块，用于根据模型中的控制器确定的压降换算得到阀门开度，具体包括：根据止回阀厂商提供的止回阀的压降与开度的表格，查询控制器确定的压降所对应的阀门开度。需要说明的是，可能控制器计算的压降并不存在于表格中，但是因为最终只需将查到的阀门开度与理论上的最大开度角进行对比，所以可以根据控制器计算得到的压降查询大于该压降且与该压降最接近的压降所对应的阀门开度，来估算控制器计算得到的压降所对应的阀门开度。

判定模块，用于将所述阀门开度与理论上的最大开度角对比，确定止回阀出口法兰修削后是否会对该具体工况下的系统流量产生影响。具体包括：第一判定单元，如果换算得到的所述阀门开度小于等于理论上的最大开度角，则判定止回阀出口法兰修削后不会对该具体工况下的系统流量产生影响；第二判定单元，如果换算得到的所述阀门开度大于理论上的最大开度角，则判定止回阀出口法兰修削后会对该具体工况下的系统流量产生影响。

综上所述，实施本发明的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法及系统，具有以下有益效果：通过搭建Flowmaster模型，可以实现较为准确的模拟流体流经止回阀的阻力系数随着系统流量的变化情况，即反应阀门开度受流体冲击的真实变化情况；而且将模拟得到的阀门开度与理论上的最大开度角对比，可以确定止回阀出口法兰修削后是否会对该具体工况下的系统流量产生影响。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法，其特征在于，包括：

在Flowmaster流体计算软件中建立预试验Flowmaster模型，该Flowmaster模型包括管道、设置在管道上的止回阀、与管道连接的用于监视管道的流量的流量表、与所述流量表以及止回阀连接的控制器；

将该Flowmaster模型模型应用到系统整体的水力模型中进行不同流量工况的模拟，控制器根据流量表的流量监测结果确定止回阀的压降；

根据控制器确定的压降换算得到阀门开度。

2.根据权利要求1所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法，其特征在于，所述的控制器根据流量表的流量监测结果确定止回阀的压降包括：根据止回阀厂商提供的止回阀的流量与压降的数据拟合得到压差与流量方程，用VB语言编写控制器的脚本，脚本将流量表输入到控制器的流量监测结果作为所述压差与流量方程的自变量，将压差与流量方程的因变量作为止回阀的压降输出。

3.根据权利要求1所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法，其特征在于，所述的根据控制器确定的压降换算得到阀门开度包括：根据止回阀厂商提供的止回阀的压降与开度的表格，查询控制器确定的压降所对应的阀门开度。

4.根据权利要求1所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述阀门开度与理论上的最大开度角对比，确定止回阀出口法兰修削后是否会对该具体工况下的系统流量产生影响。

5.根据权利要求3所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法，其特征在于，所述的确定止回阀出口法兰修削后是否会对该具体工况下的系统流量产生影响包括：

如果换算得到的所述阀门开度小于等于理论上的最大开度角，则判定止回阀出口法兰修削后不会对该具体工况下的系统流量产生影响；如果换算得到的所述阀门开度大于理论上的最大开度角，则判定止回阀出口法兰修削后会对该具体工况下的系统流量产生影响。

6.一种核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟系统，其特征在于，包括：

预试验Flowmaster模型，在Flowmaster流体计算软件中建立，该Flowmaster模型包括管道、设置在管道上的止回阀、与管道连接的用于监视管道的流量的流量表、与所述流量表以及止回阀连接的控制器；其中，将该Flowmaster模型模型应用到系统整体的水力模型中进行不同流量工况的模拟时，控制器根据流量表的流量监测结果确定止回阀的压降；

阀门开度计算模块，用于根据模型中的控制器确定的压降换算得到阀门开度。

7.根据权利要求6所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法，其特征在于，所述系统还包括拟合模块，用于根据止回阀厂商提供的止回阀的流量与压降的数据拟合得到压差与流量方程；

其中，所述控制器的脚本用VB语言编写，脚本将流量表输入到控制器的流量监测结果作为所述压差与流量方程的自变量，将压差与流量方程的因变量作为止回阀的压降输出。

8.根据权利要求6所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法，其特征在于，所述的根据控制器确定的压降换算得到阀门开度包括：根据止回阀厂商提供的止回阀的压降与开度的表格，查询控制器确定的压降所对应的阀门开度。

9.根据权利要求6所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法，其特征在于，系统还包括：

判定模块，用于将所述阀门开度与理论上的最大开度角对比，确定止回阀出口法兰修削后是否会对该具体工况下的系统流量产生影响。

10.根据权利要求9所述的核电厂止回阀不同流量工况流阻系数模拟方法，其特征在于，所述判定模块包括：

第一判定单元，如果换算得到的所述阀门开度小于等于理论上的最大开度角，则判定止回阀出口法兰修削后不会对该具体工况下的系统流量产生影响；

第二判定单元，如果换算得到的所述阀门开度大于理论上的最大开度角，则判定止回阀出口法兰修削后会对该具体工况下的系统流量产生影响。