中国核电工程有限公司华东分公司 浙江海盐 314300
摘要：核电厂的工艺系统调试过程中经常遇到限流孔板在限制流量时不满足试验要求的问题。通过流体力学计算可以得出限流孔板孔径过小导致管道流量过小不满足试验要求。改进措施就是扩大限流孔板的孔径，增大管道流量以满足试验要求。
关键词：限流孔板；管道流量；
The Common Problem Analysis and Treatment Process of Restriction Orifice in Nuclear Power Technology System Commissioning
Li Jianfei Han Jincheng
（East China Branch of China Nuclear Power Engineering Co.，Ltd，Haiyan Zhejiang 314300）
Abstract：During the commissioning of process system in nuclear power plant，the problems that we often encounter is the restriction orifice can’t satisfy the test requests when restricting the flow.It could be concluded that the main reason for the flow which is too small to satisfy the test requests is the aperture of restriction orifice too small through calculation of fluid dynamics.The improvement measure is to amplify the aperture of restriction orifice and enlarge the flow to satisfy the test requests.
Keywords：restriction orifice；pipeline flow
孔板可以作为流量测量元件用来测量管道中的流体流量，也可以作为节流元件用来限定流量和降低压力。限流孔板是一块具有圆形开孔的金属薄壁，圆孔壁与孔板前端面成直角，按孔板上开孔数分为单孔板和多孔板，按孔板数分为单板和多板。限流孔板作为一种节流元件，当连续流体介质流经管道内预置的节流装置时，其流束将会在节流装置处形成局部的缩径状态，从而使流体介质的流速增大，使部分静压能转换成动压能，加孔板阻力损失，所以孔后的流体静压力相对降低。且根据能量守恒定律，孔板的阻力损失使的流体的流速降低。
限流孔板在核电工艺系统中有着不可或缺的作用，其一是设置在小流量管线上保证离心泵安全启动和正常运行，离心泵在启动时，为了使出口压力达到一定值，减少电动机启动电流，要求在出口阀关闭或部分关闭下启动。但是，为了考虑流量过小时噪音和振动导致对泵的损坏和流量过小时泵送介质温度升高容易气化而产生的气蚀。为了保证核电工艺系统中离心泵安全启动和正常运转，要求泵有最小排出流量，在离心泵出口管道上加一条返回管线，成为最小流量管线。在最小流量线上使用限流孔板使流量达到设计要求，即使在发生误操作将泵出口阀关闭时，也能保证离心泵安全运转，不致造成泵损坏。其二是代替流量调节阀限定最大流量，在核电工艺系统中，在流量不需调节，仅要求限定最大流量的场合，可使用限流孔板代替流量调节回路防止超流量，节约投资。
1问题分析及改进
1.1问题分析
在核电工艺系统调试中，经常出现的问题就是离心泵的小流量管线的流量不满足设计要求，一般是流量过小，我们在上文讨论过离心泵的流量过小会导致泵的损坏和气蚀。出现这种问题的可能原因之一是小流量管线的布置中存在多个90°的弯头，管道中的介质每流经一个弯头都会导致流量减小，所以最终小流量管线的流量过小，不满足设计要求。我们要解决这个问题就需要对限流孔板进行扩孔，即扩大限流孔板上的小孔，增大管线流量使之满足流量要求。
1.2计算方法
限流孔板的选型及计算（仅计算介质为液体的情况）
a）当液体压力小于或等于2.5MPa时，选择单孔孔板。当液体压降大于2.5MPa时，选择多板孔板，且使每块孔板的压降小于2.5MPa。
b）管道公称直径小于或等于150mm时，通常采用单孔孔板；大于150mm时，采用多孔板
c）孔数的确定，计算多孔孔板时，首先按单孔孔板求出孔径，然后按下式求出选用的多孔孔板的孔数：N=d2/ d02
1.3问题处理及建议
通过计算我们可以得到孔板的选型，在实际情况中，泵的小流量管线因为布置原因有许多90°弯头，这些90°弯头会导致流体的压降从而减小管线流量，这个时候我们就需要重新计算孔板孔径的需求，通过对孔径的扩大使之符合泵的最小流量需求。
对后续机组调试及运行的建议，现场安装进展跟踪阶段根据小流量管线的布置及孔板的选型粗略计算小流量管线的流量是否符合泵的运行要求，若流量过小提前发起设计变更申请（DCR），修改孔板的孔径，以免泵带载试车时流量不符合要求。
2.结论
限流孔板是核电工艺系统中的重要设备，限制流体流量的重要手段。在工艺系统的调试中经常出现管线流量不符合设计要求的情况，特别是泵的小流量管线。这个时候我们需要通过计算得到符合要求的孔板孔径而对现有的孔板进行扩径。本文描述的问题在国内的核电工艺系统调试中均有不同程度的出现，也都采用了和本文相同的处理方法进行了处理。因此，本文所采用的处理方法和建议可以为今后核电厂工艺系统中限流孔板的调试及运行提供一定的参考。
参考文献
[1]中国石化集团兰州设计院标准.SLDI 223A25-98管路限流孔板的设置[S].兰州：中国石化集团兰州设计院，1999
论文作者:李剑飞,韩金承
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期
论文发表时间:2019/8/21
标签：流量论文; 管线论文; 核电论文; 孔径论文; 离心泵论文; 流体论文; 工艺论文; 《建筑学研究前沿》2019年9期论文;