核电再热系统开式安全阀排放管道参数的计算方法.pdf

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核电再热系统开式安全阀排放管道参数的计算方法
秦重阳陈林钟鼎曹林李尧
(东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000
摘要:文章综合 ASME B31.1和国内相关文献中的介绍,给出了一种核电再热系统开式安全阀排放管道热力参数及排汽
反カ的计算方法,并给出了此计算方法的应用示例,以期对相关工程设计人员提供一定的指导作用。
关键词:安全:排汽管:放空管:临界流动;亚临界流动;排汽反力
Calculation Method of Parameters of Open Safety Valve
Vent Pipe in Reheat System of Nuclear Power Plant
Din Chongyang, Chen Lin, Zhong Ding, Cao Lin, Li Yao
Dongfang Turbine Co, Ltd Deyang Sichuan 618000)
Abstract Based on the introductions in ASME B31 I and domesti related literatures, a calculation method of thermal parameters
and reaction forces of open safety valve vent pipe in the reheat system of nuclear power plant were recommended in this paper. An
example for this calculation method was given to provide some guidance to the designers
Key words safety valve, discharge pipe, vent pipe, eritical flow, subcritical flow, reaction force
排放管设计不当,则有可能导致蒸汽不能顺利排
0引言
出,而从排放管下端疏水盘处反喷出来,造成较
大的危害。并且安全阀在排汽过程中对管道和支
在电厂及石油化工设备中,安全阀是系统中撑结构会产生多种附加作用力,若对这些力估计
重要的防超压安全附件。在系统发生超压的情况不足,则会导致管道支架损坏甚至对土建结构造
下,若安全阀系统不能将蒸汽安全排出,将会对成危害。由于对这些作用力的估计不足或结构设
整个系统产生严重的危害。安全阀系统分为开式计不当,国内外许多电厂都出现过安全阀接管座
和闭式两种。在开式安全阀系统设计中,安全阀或进、排汽管道损坏的严重事故。
排放管的设计是一项非常重要的工作。若安全阀
核电再热系统与常规火电相比,蒸汽参数低
作者简介:秦重阳(1986-),男,硬士,2010年毕业于西安交通大学动力机械及工程热物理专业,现从事核电管道设计工作。
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方機
DONGFANG TURBINE
流量大,对安全阀系统要求高。由于再热系统的
复杂性以及厂房土建结构方面的影响,安全阀排
放管道有时设置得比较长,导致安全网排放管道
出口处于亚临界流动状态,而在 ASME B31.1中,
安全阀排放管参数的计算方法是基于临界流动状
态的,无法适用于亚临界流动的情况。因此,需
要一种较为通用的安全阀排放管道参数的计算方
D
法,能够分别对临界流动和亚临界流动进行计算,
以满足核电再热系统安全阀排放管道的设计需求。
本文综合 ASME B31.1以及国内相关规范文献中的
介绍,给出了一种核电再热系统开式安全阀排汽
管道热力参数及排汽反力的计算方法。
图2排汽参数的确定
1开式排放系统特点
2.1开式系统排放管设置要求
所谓安全阀开式排放系统是指安全阀开启时,
在图2所示的开式安全阀排放管道设计中,
气体直接排放到大气或排放到与安全阀不相连的如果放空管设计不当,可能会出现反喷现象,也
放空管。图1是典型的开式排放系统。对于图1就是蒸汽沿放空管入口处反向喷出。为了防止反
所示的开式系统, ASME B?1.1规范中在几何上有噴,放空管的设计应该满足式(1)。
如下要求:≤4D。,m≤6D。,D指排汽管的外径
W(Vr-V2)>(P2-P)A2-(P-P)A1
式中
放空管
W一介质质量流量,kg/s;
V点1处流速,ms;
v2点2处流速,m/s;
P一点1处压力(绝压),MPa;
安全
出口法兰
P-点2处压力(绝压),MPa;
A-点1处出口通流面积,mm2;
A2-点2处出口通流面积,mm2;
入口法兰
P。一大气压力。
人口管
2.2放空管出口点3处参数的求解
主管道
在 ASME B31.1中,并未提到排放管出口的流
图1开式排放系统
动状态,而在国内的相关规范和文献中,几乎都
提到了排放管出口的流动状态,包括临界流动和
亚临界流动。确定流动状态,首先得求解临界参
2计算方法
数。本文在求解临界参数时采用了 ASME B31.1中
的方法,根据滞止焓来求解:而在DL5054
开式安全阀排放管道参数的求解,就是求解1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》中是
图2中点1、点2和点3处的蒸汽压力、流速,进根据滞止压力和滞止比容来求解。文献?和4中
而得到各点处的排汽反力。
对两种方法进行了对比,认为 ASME B31.1中的方