（山东核电有限公司烟台265116）
摘要：反应堆冷却剂系统补水的流量控制通过化容系统补水调节阀进行调节，但部分电厂的补水总的流量会通过汽蚀型文丘里管限制在最大设计流量之下。这样保证即使出现补水调节阀全开，也能保护补水泵不会因为过载而损坏。另外，本文也对文丘里管运行应力计算方法进行了介绍。本文帮助化容系统工程师掌握文气蚀型文丘里管设计计算过程和对设计方的气蚀型文丘里管设计独立验证。
关键词：化容系统；汽蚀；文丘里管
1前言
气蚀型文丘里管通过气蚀的限流作用保证化容系统补水泵不会过载从而降低泵体损坏概率。气蚀型文丘里管是纯粹的非能动部件，不会明显增加库存。气蚀型文丘里管布置在补水泵出口汇流管上，出口流量调节阀的上游。根据堆芯补水要求，文丘里管限制最大母管流量不超过39.8m3/hr，与泵的运行数目无关。
2化容系统文丘里管结构说明
单孔：喉部直径小于10mm。
材料：TP304L耐酸不锈钢。
主要制造标准：ASME第Ⅷ卷。
连接和支撑类型：因其尺寸较小，可由附属管道对焊直接支撑。
正常尺寸：同连接管道尺寸，公称直径DN80。
喉部尺寸：可由厂家调整确定，约8.64mm。
3化容系统文丘里管性能要求和设计要求
3.1性能要求
3.1.1开始出现汽蚀流量：39.7m3/hr
3.1.2开始出现汽蚀入口压力：17.82Mpa
3.2设计要求
设计压力：21.37Mpa
设计温度：最低7.2℃，最高93.33℃
运行压力：17.64Mpa，最大压力17.82Mpa
运行温度：7.22℃~54.44℃
设计流量：39.74m3/hr
正常流量：22.7m3/hr
4化容系统文丘里管设计过程
4.1化容系统文丘里管布置和结构
气蚀型文丘里管布置在补水泵出口汇流管上，出口流量调节阀的上游。下方图显示了文丘里管的内部结构，流体从左侧流入，右侧流出，管型先收缩再扩张，在喉部形成汽蚀。
4.2化容系统文丘里管流量限定流量设计
4.2.1化容系统文丘里管理论依据
4.2.3验证分析
上表第一列是假设双泵运行入口最大压力、汽蚀流量为39.8m3/hr、饱和温度为7.2℃时的计算演示。结果显示在第三种工况下，喉部的流速已经超过180m/s，而喉部压力只有1010帕。第一列的计算确定了在两台泵运行最大流量时的喉部尺寸。
上表第二列是确定喉部尺寸后对单泵过载验证，假定汽蚀流量仍为39.8m3/hr时的喉部压力计算，计算结果表明如果单泵过载，在达到39.8m3/hr流量之前就已经发生了汽蚀。而第三列则是对假定喉部压力为0时的单泵实际汽蚀最大流量，结果表明单泵可达到36.5m3/hr的过负荷流量。
上表第四列是设计单泵最大流量30.7m3/hr的情况下的运行工况，喉部压力在6Mpa以上，可见喉部不会发生汽蚀，也就是说流量在最大设计流量之下的化容系统泵的运行是没有流量限制功能的。
综上，化容系统文丘里管可以控制单泵36.5m3/hr，双泵39.8m3/hr范围内的流量限定。而化容系统最小流量管线上的节流孔板会和文丘里管一起配合稳定文丘里管入口压力Pi不超过最大设计压力，从而保证化容系统泵不会过负荷。
4.3化容系统文丘里管应力分析
4.3.1固有频率分析
水平方向：水平向频率高于33Hz，则不需要其他的计算。
竖直方向：是将其当作偏心两端连接空心直管梁进行处理。处理方法如下：
4、屈服强度计算验证
屈服强度=管道环向应力+弯曲应力
经计算总的屈服强度为99.75Mpa，满足设计要求。
5总结
通过本文我们验证了化容系统文丘里管的流量设计和应力设计是满足所有化容系统使用要求的。也通过我们计算与设计方计算结果相一致。本文也为日后系统工程可能承担的相关设计工作积累一定设计经验，为系统变更改造工作提供一个可能的方法参考。
参考文献
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