冷却水系统断流弥合水锤防护研究

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1、第52卷第4期汽轮机技术V0l_52No．42010年8月TURBINETECHNOL0GYAug．2010冷却水系统断流弥合水锤的防护研究王松岭，李琼，吴正人，王震(1华北电力大学能源与动力工程学院，保定071003；2中国石化工程建设公司，北京100101)摘要：有压管道中发生的水柱分离易引起很大的弥合水锤，研究了火电厂冷却水系统的水锤防护问题。首先，改进了已有的凝汽器和冷却塔模型，把凝汽器内的细管等效为两个管道并考虑冷却塔处水位的变化；其次，基于特征线方法，利用Fortran编制水锤计算程序，对某电厂实际的冷却水系统进行了加装空

2、气阀前后的水锤分析。结果表明，空气阀有效防止了负压的产生，消除了断流弥合水锤压力，保证了系统的安全运行。关键词：水柱分离；弥合水锤；空气阀；冷却水系统分类号：TK730．2文献标识码：A文章编号：1001-5884(2010)04-0297-03ProtectionResearchonWaterHammerDuetoCavitiesCollapsingwithWaterColumnSeparationinCoolingWaterSystemWANGSong—ling，LIQiong，WUZheng-ren，WANGZhen(1Scho

3、olofEnergy&PowerEngineering，NoahChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China；2SinopecEngineeringIncorporation，Beijing100101，China)Abstract：Owingtothewaterhammerarisingfromwatercolumnseparationinthepressuredpipeline，thepaperinvestigatestheissueofwaterhammerprotection

4、incoolingwatersystemofthermalpowerplant．Firstly，themodelsofcondenserandcoolingtowerareimproved，andthenthintubeshavebeenequivalentlyconvertedintotwopipes，meanwhile，consideringchangesinwaterleve1．Secondly，BasedonmethodofcharacteristicsandfollowingthecomputerprogramswithFo

5、rtranlanguage，waterhammeranalysisbeforeandafterfixingairvalveispursuedinthecoolingwatersystemofthermalpowerplant．Theresuhsshowthatairvalveeffectivelypreventsnegativepressure，andalsoeliminateswaterhammerduetocavitiescollapsingwithwatercolumnseparationandassuressafeoperat

6、ionofthesystem．Keywords：watercolumnseparation；waterhammerduetocavitiescollapsing；theairvalve；thecoolingwatersystem一固定值，水锤波在空腔内以不变的初始波速进行传播、叠0前言加和反射。在空腔增长和缩小的过程中，无论空腔两端水柱正向流动还是倒流，空腔固定在水柱分离处，不发生漂移。管道中由于某种原因引起的压力波动可能在某些驼峰当空腔消失时，将产生很大的弥合水锤。因此，当计算结点区或凸部引起严重负压J，当负压低于水的汽化压力时就处

7、水的压力低于水的汽化压力时，把这个节点作为内部边界会有一部分水体发生汽化，从而出现水柱分离，而在压力升条件处理。对于其所在的断面，管内压力等于水的饱和压高时，被分离的水柱再度弥合，互相撞击，产生压力急骤上力，结点处汽泡的生长和溃灭过程遵守质量守恒原则。升，即断流弥合水锤压力l4J。电厂中的凝汽器是由若干小根据水柱分离处蒸汽腔内理想气体的多变过程、蒸汽腔直径细管及两端水箱组成。由于凝汽器在循环水系统的管两侧的特征线方程以及连续性方程，得出蒸汽腔的体积和流线中通常位于凸部，其出口管道界面在正常运行条件下压力出蒸汽腔的流量：较低，因而事故停

8、泵后，管道处于降压阶段可能产生水柱分=+[(+争)QPf+I'，+Q，，离及其再弥合，诱发断流弥合水锤，严重时可导致凝汽器破坏。若弥合水锤波传至水泵出口，则可能在水泵出口阀一Q+1一寺(C一C肌I)l(1)门后产生很大的