В ходе разработки блока с диафрагмой для трубопровода продувки-подпитки первого контура РоАЭС был получен важный научный результат, позволяющий заметно увеличить точность измерения расхода жидкости сужающими устройствами. Он сводится к следующему. Гидравлический расчет, с помощью которого определяется диаметр отверстия диафрагмы, был выполнен двумя способами: в соответствии с ГОСТ 8.568.2-2005 и численным методом. Результаты численного моделирования с относительной погрешностью в пределах 1% совпали результатами одномерного расчета, иными словами, была успешно проведена верификация численного метода. Таким образом, этот численный метод теперь может быть использован в тех случаях, когда использование ГОСТ 8.568.2-2005 по каким-либо причинам не обеспечивает необходимой точности измерений, например, когда требования указанного ГОСТа в части, касающейся монтажа блока с измерительной диафрагмой, не могут быть выполнены. В частности, расчеты по указанному ГОСТу справедливы, только если до и после блока с диафрагмой расположены достаточно протяженные участки гидродинамической стабилизации. Во-первых, не всегда удается обеспечить прямолинейные участки измерительного трубопровода необходимой длины. Во-вторых, даже если измерительный трубопровод, в который врезан блок с диафрагмой, выполнен в полном соответствии с нормативной документацией, он может иметь заметный диапазон изменения внутреннего диаметра. Например, для трубы 133х14 мм по ТУ 14-3Р197-2004 внутренний диаметр, имеющий номинальное значение 105 мм, в действительности может изменяться в диапазоне от 99,8 мм до 110,2 мм. Поскольку блок с диафрагмой спроектирован таким образом, что внутренний диаметр корпуса соответствует номинальному внутреннему диаметру трубопровода, получается, что непосредственно на входе и выходе диафрагмы гидродинамическая стабилизация потока теплоносителя может существенно нарушиться. В этом случае гидравлический расчет может быть выполнен численным методом, разработанным и верифицированным в данной работе.
Ниже приведено сравнение результатов одномерного (по ГОСТу) и двухмерного (численного) расчетов диафрагмы, а также расчетные поля давления и скорости для блока с диафрагмой, у которой внутренний диаметр корпуса равен 105 мм, а диаметр отверстия диафрагмы принят, согласно проведенному гидравлическому расчету, 61,75 мм. На входе в расчетную область задавался массовый расход воды (Р = 19,6 МПа, t = 700С).
Результаты гидравлического расчета диафрагмы
|
Рис. 1 Распределение статического давления в области диафрагмы (60 м3/ч), Па.
Рис.2 Распределение модуля вектора скорости в области диафрагмы (60 м3/ч), м/c.
