CN111524623B - 一种稳压器安全阀定值和排布方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及压力容器安全系统技术领域，具体涉及一种稳压器安全阀定值和排布方法，所采用的技术方案是：包括以下步骤：假定n组安全阀的定值；根据超压情况下安全阀开启对下游管道造成的载荷大小，确定n组安全阀开启的时间间隔；对n组安全阀的所有排布方式，进行排放载荷测试；从排放载荷测试的结果中，挑选出能够将排放流量峰错开的安全阀定值和排布方式；从而同时确定稳压器安全阀的定值和排布方式。能够确保反应堆系统在发生超压事故下的安全性，以及稳压器排放管线和相关支撑在发生阀门误开启事故时所受载荷和应力在可承受范围之内；能够用于三代压水堆核电厂(站)以及军用核动力装置的稳压器安全阀定值的确定和排布。

Description

一种稳压器安全阀定值和排布方法
技术领域
本发明涉及压力容器安全系统技术领域，具体涉及一种稳压器安全阀定值和排布方法。
背景技术
在目前的压水堆核电厂稳压器安全阀设计中，为了系统安全和管道安全，一般会设置多组安全阀(或卸压阀)。这些安全阀(或卸压阀)的设计中，比较关键的则为安全阀的定值(开启压力)和以及安全阀的排布。
我国二代及二代加电厂的设计过程中，并没有真正掌握压水堆稳压器安全阀定值和排布方法。同时，在三代核电厂的设计中，系统在很多方面进行了改进和升级，例如：改进安注系统设计、增大稳压器、增设快速冷却功能等，这些改进和升级导致稳压器安全阀(或卸压阀)需要重新设计。
发明内容
针对上述核反应堆安全系统需要重新设计的技术问题，本发明提供了一种稳压器安全阀定值和排布方法，以使反应堆安全系统在超压事故下能够确保系统的安全。
本发明通过下述技术方案实现：
核反应堆系统在设计时需要考虑怎样应对特定的瞬态或事故，例如：超压事故、稳压器安全阀误开事故等。为了应对这些事故，在稳压器出口一般会设置多组安全阀，以保证反应堆系统的安全。
多组安全阀的定值设计和安全阀排布设计是一项非常复杂的工作，因为既要确保满足超压分析的需求，又要保证当安全阀误开启后对下游管道造成的载荷在一定的承受范围内。
若在设计时，将多组安全阀的定值设置为同一定值A时，则当反应堆系统在发生超压事故后，当系统压力上升至A定值时，所有安全阀同时打开，虽然能够缓解压力上升所造成的风险，但是，在这种情况下，多组安全阀对应的水封同时往下游管道冲击，会使得排放载荷过大，超过管道支撑的极限，从而危及系统安全。
而本发明通过假定n组安全阀的定值；
根据超压情况下安全阀开启对下游管道造成的载荷大小，确定n组安全阀开启的时间间隔；
对n组安全阀的所有排布方式，进行排放载荷测试；
从排放载荷测试的结果中，挑选出能够将排放流量峰错开的安全阀定值和排布方式；
从挑选出的安全阀定值和排布方式中，选择排放载荷峰值最小并在下游管道承受范围内的安全阀定值和排布方式；从而同时确定稳压器安全阀的定值和排布方式。
优选的，假定n组安全阀的定值时，n组安全阀的定值为等差数列。
优选的，所述n组安全阀定值差值为0.2MPa～0.3MPa。
所述n组安全阀的排布方式为：根据安全阀假定值的大小，沿稳压器流体排放方向逐渐增大或逐渐减小排列。
本发明具有如下的优点和有益效果：
本发明在超压情况下获得在假设的安全阀定值设计下不同安全阀的开启时间间隔，然后进行多组排放载荷测试，最后确定合适的安全阀定值和安全阀排布；保证了反应堆系统在发生超压事故下的安全性，以及稳压器排放管线和相关支撑在发生阀门误开启事故时所受载荷和应力在可承受范围之内；能够用于三代压水堆核电厂(站)以及军用核动力装置的稳压器安全阀定值的确定和排布。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明的测试管路示意图；
图3为安全阀不同定值相继开启后对下游管道造成的流量峰示意图。
附图中各零部件名称：
1-稳压器，2-卸压箱，3-第一安全阀组，4-第二安全阀组，5-第三安全阀组。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
本实施例以给稳压器1配备三组安全阀进行说明；即在稳压器1与卸压想2之间并联第一安全阀组3、第二安全阀组4和第三安全阀组5，具体的步骤为：
S1、将三组安全阀的定值分别设置为16.6MPa、16.8MPa、17.0MPa，即三组安全阀定值差值为0.2MPa，也就是说，三组安全阀的定值为公差为0.2MPa的等差数列；或者将安全阀定值差值(所述数列的公差)设置为0.25MPa、0.3MPa等。能够理解的是，不同组的安全阀定值会使得在超压事故下安全阀开启的时间间隔有区别。
S2、通过最极限的超压事故(主蒸汽流量完全丧失事故)测试获得不同定值安全阀的开启时间间隔，在该超压事故中，随着事故进程的推进，系统压力会相继上升至不同安全阀所对应的阀门定值。例如：t时刻时，系统压力上升至16.6MPa，定值为16.6MPa的安全阀打开；t+Δt1时刻时，系统压力上升至16.8MPa，定值为16.8MPa的安全阀打开；t+Δt1+Δt2时刻时，系统压力上升至17.0MPa，定值为17.0MPa的安全阀打开。因此，通过最极限的超压事故测试，获得三组阀门开启的时间间隔分别为：Δt1、Δt2。
按照同样的方法可以计算出n组安全阀定值设计组合下，不同定值安全阀开启的时间间隔。例如：
①方案1：安全阀的定值设计分别为P1、P2、P3，三组阀门开启的时间间隔分别为：Δt1、Δt2；
②方案2：安全阀的定值设计分别为P4、P5、P6，三组阀门开启的时间间隔分别为：Δt3、Δt4；
③方案3：安全阀的定值设计分别为P7、P8、P9，三组阀门开启的时间间隔分别为：Δt5、Δt6……
S3、对S2中的每个方案开展两组不同阀门排布方式下的排放载荷计算分析：
①排布方式1：距离稳压器1位置最近的安全阀定值最大，距离稳压器1位置最远的安全阀定值最小；
②排布方式2：距离稳压器1位置最近的安全阀定值最小，距离稳压器位置最远的安全阀定值最大；
即根据安全阀假定值的大小，沿稳压器1流体排放方向逐渐增大或逐渐减小排列。
假设定值设计方案有x组，则在排放载荷分析中需要开展2x组计算，计算的初始条件为：0时刻，最小定值对应的安全阀打开；经过第一个时间间隔，中间定值对应的安全阀打开；再经过第二个时间间隔，最大定值对应的安全阀。进而对比不同组阀门对应的水封相继通过安全阀下游各管道时，对下游管道造成的载荷大小变化，从而确定出最佳的安全阀定值和安全阀排布。
最佳的全阀定值和安全阀排布需要满足以下两个条件：
①三组阀门相继开启时，水封对下游管道造成的流量峰是独立的(不会重叠)，如图3所示：流量峰独立的含义是能够保证不会有两组水封对下游管道形成叠加的载荷冲击，进而减弱载荷峰值；
②选择对下游管道载荷峰值小的安全阀定值和排布方式，(尤其是应力分析结果薄弱的管道处载荷峰值要相对小)，且安全阀定值和排布方式的载荷测试值在管道支撑可承受范围之内。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种稳压器安全阀定值方法，其特征在于，包括以下步骤：
假定n组安全阀的定值；
根据超压情况下安全阀开启对下游管道造成的载荷大小，确定n组安全阀开启的时间间隔；
对n组安全阀的所有排布方式，进行排放载荷测试；
从排放载荷测试的结果中，挑选出能够将排放流量峰错开的安全阀定值；
根据安全阀定值的大小，沿稳压器流体排放方向逐渐增大或逐渐减小排列；
开展2n组计算，计算的初始条件为：0时刻，最小定值对应的安全阀打开；经过第一个时间间隔，中间定值对应的安全阀打开；再经过第二个时间间隔，最大定值对应的安全阀；进而对比不同组阀门对应的水封相继通过安全阀下游各管道时，对下游管道造成的载荷大小变化，从而确定出最佳的安全阀定值和安全阀排布。
2.根据权利要求1所述的稳压器安全阀定值方法，其特征在于，从挑选出的安全阀定值和排布方式中，选择排放载荷峰值最小并在下游管道承受范围内的安全阀定值。
3.根据权利要求2所述的稳压器安全阀定值方法，其特征在于，假定n组安全阀的定值时，n组安全阀的定值为等差数列。
4.根据权利要求3所述的稳压器安全阀定值方法，其特征在于，所述n组安全阀定值差值为0.2MPa～0.3MPa。
5.根据权利要求3所述的稳压器安全阀定值方法，其特征在于，所述安全阀的排布方式为：根据安全阀假定值的大小，沿稳压器流体排放方向逐渐增大或逐渐减小排列。
6.一种稳压器安全阀排布方法，其特征在于，包括以下步骤：
假定n组安全阀的定值；
根据超压情况下安全阀开启对下游管道造成的载荷大小，确定n组安全阀开启的时间间隔；
对n组安全阀的所有排布方式，进行排放载荷测试；
从排放载荷测试的结果中，挑选出能够将排放流量峰错开的安全阀排布方式。
7.根据权利要求6所述的稳压器安全阀排布方法，其特征在于，假定n组安全阀的定值时，n组安全阀的定值为等差数列。
8.根据权利要求7所述的稳压器安全阀排布方法，其特征在于，所述n组安全阀的排布方式为：根据安全阀假定值的大小，沿排放方向逐渐增大或逐渐减小排列。
9.根据权利要求7所述的稳压器安全阀排布方法，其特征在于，所述n组安全阀定值差值为0.2MPa～0.3MPa。
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