稳压器喷淋流量偏差对阀前温度的影响分析

胡文盛¹ , 顾卫国²，饶建民¹，董世昕³，郭轶波¹，张潇宇⁴

(1.中核运维技术有限公司，浙江杭州311215;

2. 上海交通大学，上海200240;

3.上海核工程研究设计院有限公司，上海200233;

4.福建福清核电有限公司,福建福清350318)

摘 要：稳压器作为核电厂一回路的关键敏感设备，承担着调节一回路压力的重要使命。在实际运行过程中，稳压器喷淋阀的正常运行保证了一园路压力的稳定性。稳压器喷淋阀在调节一回路压力过程中会出现喷淋管线温差超过规程限值的情况，可能对核电厂的安全稳定运行造成不良影响。针对这种情况，建立了管线传热模型，对稳压器噴淋阀所在管道的传热及温度变化进行模拟计算分析，计算结果与現场监测数据吻合。进一步分析了2条喷淋阀管线温差产生的原因，发现稳压器喷淋阀阀芯开启角度的微小差异会造成介质流量的差异，并导致了明显的温差。研究成果对解决稳压器噴淋管线温差偏大问题具有指导意义。

关键词：稳压器，喷淋阀，温差，模拟计算

0 引言

对于压水堆核电厂，稳压器喷淋子系统用于调节一回路的压力，对电厂的运行安全起着重要的作用。喷淋管线位于稳压器的顶部，根据喷淋水来源不同，可分为主喷淋和辅助喷淋。主喷淋包含从2条冷段连接到稳压器的平行支路，每条支路包含1个自动流量控制阀(RCP001VP和RCP002VP)，可根据运行控制系统的需要调节喷淋流量。2条支路合并后进人1根较大的总管，喷淋水在主泵出口压头驱动下通过位于稳压器顶部的喷嘴注入到稳压器的蒸汽空间。

主喷淋阀设有下挡块，当它们处于关闭位置时，下挡块使阀门微开，作为连续小流量喷淋的流道，流量约为230L/h。这个小流量连续喷淋可以保证在运行工况下防止喷淋管线和波动管线的过冷，在主喷淋阀打开或瞬态引起波动管内冷却剂波人、波出时减少热应力和热冲击，同时帮助维持稳压器中水化学和温度的均匀性，平衡稳压器和一回路的硼浓度。因此在运行时，每条喷淋管线上有1个温度探测器，以监测喷淋流量是否足够。虽然机组在启动阶段会通过调节小流量挡块,使2条喷淋管线的温差满足运行规程的要求，但在运行一段时间之后，由于各种因素的作用，2条喷淋管线的温差增大，无法维持在限值内。

在核电厂的运行中，稳压器喷淋阀的故障问题引起了广泛关注。王凯等分析了喷淋阀频繁撞击机械挡块的原因，指出在极化运行期间，喷淋流量不足和仪控设备磨损是主要因素，这导致阀门频繁开关并最终损坏机械挡块。胡文盛等针对喷淋阀碟簧断裂的机理进行了深人分析，并提出了相应的预防措施，以提高设备的可靠性。还有研究提出了稳压器连续喷淋调节阀定期试验的优化方法，采用1种信息处理技术用于监测稳压器泄压箱液位变化，以排查喷淋阀相关故障，提高故障诊断能力。钱虹等『通过基于概率安全评估(PSA)的敏感性分析，研究了稳压器数字控制系统在故障情况下的表现，强调了控制系统故障可能导致喷淋阀持续开启的风险。

本文主要建立冷段至喷淋阀之间管道的传热（散热)模型，通过计算并对比试验数据，分析2个管道发生温差的原因。

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