多级节流孔板的设计分析与试验研究

王艳芝，刘 妍，高 畅

（中核武汉核电运行技术股份有限公司，湖北武汉 430223）

前言

多级孔板节流件应用在AP1000 核电厂化学与容积控制系统（CVS）的下泄管道中，其作用是在正常工况下将压力降到与放射性废液系统(WLS)相匹配，从而达到降压目的。从CVS 到WLS 的压降值高达十几兆帕以上，且节流孔板长度非常有限（小于680 mm）。国内工程技术人员对节流孔板进行了大量的研究[1,2,3]，但对于这种在短距离内实现大压降的节流孔板设计和试验鲜见报道，因此，这方面的研究对多级节流孔板研制的国产化和工程应用具有重要的意义。

多级节流孔板性能受孔板结构、流体状态等多种因素影响，只有设计合理的孔板才能降低管道运行产生的振动和噪音，减少设备的损坏。否则，孔板内可能产生气蚀从而导致孔板损坏，严重时甚至影响管道或设备的安全运行。为此，利用流体力学软件对节流件结构进行了设计和分析，并搭建试验回路对产品性能进行了试验验证。

1 节流孔板的设计

多级节流孔板要实现短距离大压降并不容易。一般来说，多级孔板的级数越多越易实现大压降。但CVS 节流孔板受长度限制，使得级数及多级孔板级间距离不能长，这就易使级与级之间互相干扰，形成串流，从而达不到设计的压降要求。为解决上述矛盾，合理选择节流孔板级数和开孔结构尺寸显得尤为重要。

借助经验公式可以初步设计孔板开孔直径，给定孔板结构，然后进行Fluent计算。

借助流体力学上关于截面突扩、突缩的局部阻力计算方法如下：