核电站泵与阀门复习资料.doc

泵与阀门复习资料阀门部分：1.1 概述（1） 阀门的基本结构包括哪两个部分？其作用是什么？ 阀门的基本结构包括驱动结构和执行结构。驱动结构的作用是提供给阀门开启和关闭的动力，执行结构的作用是执行阀门开启和关闭的动作。（2） 阀门按结构特征分类时，不同类型阀门的关闭件相对于阀座的移动方向？ 截止阀：关闭件沿着阀座中心移动；旋塞阀、球阀：关闭件是柱塞或球，围绕本身的中心线旋转；闸阀：关闭件沿着垂直阀座中心移动；止回阀：关闭件围绕阀座外的轴旋转。蝶阀：关闭件的圆盘，围绕阀座内的轴旋转；（3） 阀门的密封部位包括哪三处？“内漏”和“外漏”分别是指那些部位的泄漏？ 阀门的密封部位有三处：启闭件与阀座两密封面间的接触处；填料与阀杆和填料函的配和处；阀体与阀盖的连接处。其中前一处的泄漏叫做内漏，也就是通常所说的关不严，它将影响阀门截断介质的能力。后两处的泄漏叫做外漏，即介质从阀内泄漏到阀外。1.2 截断阀和节流阀（1） 明杆闸阀与暗杆闸阀的区别？ 明杆闸阀的传动动螺纹在阀杆上部，暗杆闸阀的传动螺纹在阀杆下部（2） 闸阀的主要特点。（阻力小，介质流向不受限制，可双向安装）（3） 蝶阀按密封结构形式分类，可分为哪几种？ 可分为中心密封蝶阀、单偏心密封蝶阀、双偏心密封蝶阀、三偏心密封蝶阀（4）截止阀内流体的流动方向？（单向安装，低进高出或高进低出的优缺点）（5）针形阀的结构特点？ 阀针是由阀杆的一端经加工成锥形而成的，针形阀的阀杆螺纹比普通截止阀的阀杆螺纹螺距细，精度高。能满足流量-扬程定律（6）隔膜阀的特点？（阀杆无需用填料密封，无填料密封阀）（7）浮动球球阀和固定球球阀在密封原理上的区别？ 1.3 调节阀（1） 调节阀的用途与工作原理。 用途：调节流体流量、压力和温度。工作原理：根据接收到的外部指令（手动或者电动和气动控制的指令），通过改变通道截面积来调节流体的流量、压力和温度（2） 不同阀瓣形状对应的流量调节特性？ 1）V形的阀瓣，适用于流量变化很小的管道上 2）抛物线型阀瓣，使用在流量变化大，要求密封性良好的管道上 3）速开型阀瓣，用于要求开关迅速的工况1.4 止回阀 （1）止回阀的功能及动作原理。 功能：防止介质倒流、防止泵及其驱动电动机反转，以及容器内介质泄露。流体正向流动时，阀门开启，反向流动时，阀门关闭（2） 旋启式止回阀、卧式垂直升降式止回阀、立式垂直升降式止回阀的动作原理及安装方向？ 旋启式止回阀：动作原理：流体正向流动时，其推力作用在阀瓣上，使阀瓣保持向上打开的状态，流体反向流动时阀瓣落下，反向推力使阀瓣阀体内的支撑座（阀座）上，阀门关闭。安装方向：低进高出 卧式垂直升降止回阀：流体正向流动时，其推力使阀瓣垂直向上离开阀座，阀门开启，流体反向流动时，阀瓣垂直落下，并在反向推力下阀瓣贴合阀座，阀门关闭 立式垂直升降式止回阀：流体正向流动时，其推力使阀瓣垂直向上离开阀座，阀门开启，流体反向流动时，阀瓣垂直落下，并在反向推力下阀瓣贴合阀座，阀门关闭（3）确定止回阀的关闭速度应主要考虑哪两个方面的因素？（机组倒转速度和水锤压力。）（4）断流阀的功能？ 当重要流体管道（如蒸汽管道）破裂时，流体通过设在上游的断流阀，因流体超速，可使流体自动中断输出，防止蒸汽等重要流体流失。 1.5 安全阀（1） 安全阀的功能？ 安全阀作为超压保护装置，保护压力系统、受压容器及设备安全运行，防止超压引起的事故及对容器和设备的损坏。（2） 安全阀的开启压力、排放压力和关闭压力的定义及三者之间的大小关系。 开启压力最多等于容器或管路的最大允许压力，排放压力为安全阀开启后能使安全阀的阀瓣达到额定开启高度（排量）的进口压力，关闭压力：安全阀排放后，阀瓣重新压紧阀座，介质停止排出时的进口压力。关闭压力开启压力排放压力（3） 弹簧式安全阀的工作原理及工作过程。 弹簧安全阀属反作用力型阀，靠弹簧作用力加载，旁侧分流卸压，克服加载压力（开启压力）所需的力，由作用在阀堵（阀瓣）承受面的流体压力提供。当流体压力小于开启压力时，阀门处于闭合状态，当流体压力上升到与开启压力达到平衡时，作用在阀瓣上的升力可使阀瓣上移，阀门微微开启，使流体流通，此时流体微弱地流过下部调节圈的内表面，并向上偏流。于是流体重又作用在支承面以外的阀瓣下表面上和活塞（阀瓣上装有活塞时）下表面上，其推力大增，并使阀瓣突然上升到全部行程的2/3左右。当流体的压力继续增加，作用在阀瓣和活塞上的压力也增加，当增加到开启压力3%以上时，阀瓣完全升起，阀门全开确保以最大的流量卸压如果流体压力降低，对阀瓣的推力低于开启压力，阀瓣也随之下降到闭合位置。（4） GNPS一回路稳压器先导式安全阀组的组成及安装方式。 组成：主阀结构部件和先导阀结构部件。安装方式：（5） 先导式安全阀的工作原理。 1）当压力容器的压力低于先导阀的开启压力时，先导阀的传动杆在上面位置，先导阀盘R1开启，使主阀活塞上部与压力容器接通，安全阀关闭。 2）当压力容器的压力升高时，它作用在先导活塞上，并且使先导传动杆向下，先导阀盘R1关闭，使主阀活塞与压力容器隔断，此时安全阀关闭。 3）当压力容器的压力上升达到先导阀开启压力时，先导阀的传动杆进一步向下，先导阀盘R2开启，主阀活塞上部容纳的液体排出，压力降低，压力容器的压力作用在主阀阀盘的作用力大于活塞上的压力，使安全阀开启，卸压。 4）压力容器压力降低到开启压力时，先导阀传动杆上升，首先关闭先导阀盘R2，开启先导阀盘R1，然后使主阀活塞上部与压力容器接通，于是安全阀关闭。 5）安全阀在低于其开启压力下，通过使电磁线圈通电，可以“强迫开启”。（6） 脉冲式安全阀的工作原理。 1）当稳压器正常工作时，其介质压力不超过开启压力，稳压器介质通过链接管分别进入主安全阀和脉冲阀 2）当稳压器内压力升高到超过开启压力时，压力传感器断开电磁铁的常闭线圈并接通开启线圈，脉冲阀打开，从主阀控制腔“A”排放介质，将主安全阀打开，卸压。 3）当稳压器内压力降低到开启压力后，压力传感器断开电磁铁的常开线圈并接通常闭线圈，脉冲阀关闭。主安全阀控制腔“A”处在介质压力作用下，依靠其弹簧的调整作用力将主阀关闭，停止卸压。1.6 减压阀（1） 减压阀的功能及工作原理？ 功能：将进口压力通过减压阀的调节减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。工作原理：依靠活塞、膜片、弹簧、先导阀等敏感元件改变阀堵（阀瓣）和阀座间的间隙来调节流体阻力，达到自动降压的目的。（2）排放减压阀的功能及工作原理？ 功能：通过排泄一定量的流体（如蒸汽），使进口压力保持恒定状态。工作原理：在正常工况运行时，进口流体的压力作用在隔膜片底部，该压力与隔膜片上部调节弹簧的开启压力平衡，隔膜片下连的阀瓣处于关闭状态，保持压力恒定；当进口压力超过开启压力时，托起隔膜片，压缩调节弹簧，隔膜片带动阀瓣上升，下部排放口被打开，部分流体排出，进行卸压，以消除进口的超压，保持进口压力恒定的要求。1.7 疏水阀（1） 疏水阀的功能？ 疏水阀的功能是自动排泄加热设备或蒸汽管路中不断产生的蒸汽凝结水、空气及其他不凝性气体，同时又阻止蒸汽逸出，防止蒸汽损失。它是保证各种蒸汽加热工艺设备所需加热温度和热量并能正常工作的节能设备。（2） 疏水阀的分类及工作原理？ 热动力式疏水阀：利用蒸汽、凝结水通过启闭件时的不同流速引起被启闭件隔开的压力室和进口处的压力差来启闭疏水阀。热静力型疏水阀：利用蒸汽和凝结水的不同温度，引起温度敏感元件动作，从而控制启闭件工作。机械型疏水阀：依靠浮子随凝结水液位升、降的动作来实现阻气排水的作用。1.8 阀门的驱动装置（1） 阀门自动控制系统的组成？ 测量部件（仪器、仪表）、控制器（包括计算机）和执行机构（2） 什么叫开环控制和闭环控制？ 开环控制系统：不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统；闭环控制系统：可以将控制的结果反馈回来与希望值比较，并根据它们的误差调整控制作用的系统（3） 电动驱动装置的基本组成包括哪几部分？ 电动机、减速器、安全保护系统（4） 电动驱动装置的安全保护装置的组成及其具体作用？ 行程结束控制器：当阀门开启或关闭行程结束时，切断电机电源，停止阀门的开启或关闭动作。扭矩限止器：保证伺候电机在故障过载时或在需要获得持续负载的情况下，在操纵完成时停止转动。应急手动操纵系统：在电机故障或断电情况下，保证阀门仍能正常工作。（5） 直接作用式与间接作用式气动驱动装置的工作原理? 直接作用式：其控制气流从上膜盖进入，作用于加布橡胶薄膜片的上部，当控制信号压力增大时，驱动推杆向下运动。间接作用式：其控制气流从下膜盖进入，作用于薄膜片下部，当控制信号压力增大时，推杆向上运动。（6）阀门气动驱动装置中信号压力变化量、推杆行程变化量、气动薄膜面积、弹簧刚度之间的关系？ PAe=CSl水泵部分第一章 泵的基础知识 （1）泵的性能参数；水泵扬程的表达式；泵内的三种损失及相应的三种效率 流量、扬程、功率、效率、转速、汽蚀余量扬程表达式：（2） 泵的分类 离心泵、轴流泵和混流泵、旋涡泵、容积式泵、喷射泵（3） 离心泵、轴流泵、混流泵的工作原理 离心泵：在启动前需向泵壳内灌满被输送的液体，启动电机后，泵轴带动叶轮一起旋转，充满叶片之间的液体也随着转动，在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘的过程中便获得了能量，使叶轮外缘的液体静压强提高，动能也有做增加。 轴流泵、混流泵：当叶轮顺时针转动时（至下而上看），浸沉在液体中的叶片对液体产生推和挤的作用，液体被吸入和压出，压出的液体经过导叶、扩散管和弯管送入工作管路。（4） 离心泵的主要部件 叶轮、泵壳、轴及轴承、轴封装置、密封环及驱动机。（5） 离心泵轴向推力的产生及平衡方法 推力的产生：闭式或半闭式叶轮在工作时，有一部分离开叶轮的高压液体漏入叶轮与泵壳之间的两侧空腔中去，而叶轮前侧液体被吸入口处为低压，故液体作用于叶轮前、后两侧的压力不等，便产生了指向叶轮吸入口方向的轴向推力。平衡方法：在叶轮后盖上钻一些小孔，使后盖板与泵壳之间的空腔中一部分高压液体漏到低压区，以减小叶轮两侧的压力差，从而起到平衡一部分轴向推力的作用。第二章 泵的基本理论（1）速度三角形的概念及绘制方法 概念：液体质点的圆周速度u，液体质点相对于旋转叶轮的相对运动速度w，流体质点相对于泵壳的绝对速度c，由以上三个速度所组成的矢量图为速度三角形。绘制方法：以u和w的矢量为基矢量合成的新矢量就是c的矢量（2） 叶片泵理论扬程的两种表达式 （3） 离心式叶轮叶片的三种基本形式及其工作特性 后弯叶片：HT随QT的增加而线性减小。径向叶片：HT与QT无关，为一平行于横坐标的直线。前弯叶片：HT随QT的增加而线性增大（4） 轴流泵的升力理论、升力随冲角的变化趋势 升力理论：叶片断面与飞机的机翼相似，液体在叶轮中的流动与飞机在飞行时，机翼与气流的作用相似，即液体在叶片上部和下部的流速不一样，导致上下压力不同，形成一定的压差，产生升力。升力随冲角的增大而增大，当冲角增至某一数值时，升力最大，若冲角继续增大，则升力急剧下降。（5） 离心泵、轴流泵的性能曲线的特点 离心泵：HQ曲线，H普遍是随Q的增大而下降NQ曲线，N随Q的增大而上升，Q=0时，N最小。Q曲线，当Q=0时，=0,；随着Q的增大，泵的效率随之而上升并达到一最大值；以后流量再增，效率便下降。 轴流泵：当水泵在最佳工作点时，效率最高，流量为Q。若减小轴流泵的流量，则泵的扬程增加，当流量减小到Q1时，扬程升高到转折点B，若流量继续减小，则扬程也随之下降，流量一直减小到第二个转折点C，从C点开始若流量再减小，扬程又迅速增加，当流量Q=0时，扬程H可以达到最佳工况时的扬程两倍左右。（6） 泵内流动相似的相似条件、相似律 相似条件：几何相似、运动相似、动力相似。 相似律：第一相似定律：在相似工况下，离心泵流量之比与叶轮直径比的立方及转速之比成正比；第二相似定律：在相似工况下，离心泵的扬程之比与其叶轮直径比的平方及转速比的平方成正比。第三相似定律：在相似工况下，离心泵的功率之比与叶轮直径比的5次方及转速比的3次方成正比。（7） 比例律及相似工况抛物线、通用性能曲线、切割律 比例律转速转变：同一台水泵，改变其驱动电机的极数就起到改变泵转速的作用，这样泵和电机的安装不变就可以起到调节泵性能的作用，这种方法在工程中经常使用，称为泵的比例定律。 相似工况抛物线：由解出的抛物线，表面同一台水泵在不同转速下其相似工况点均在这一条抛物线上，该抛物线称为相似抛物线。通用性能曲线：多种转速下的水泵性能曲线。切割定律变换叶轮直径：将叶轮外缘车去几圈，使叶轮直径变小，称为叶轮的切割。切割前后的水泵除功率外仍遵循相似定律。 D为叶轮直径（8） 比转数的概念、比转数表达式、比转数的应用（比转数相等是水泵相似的必要条件）、不同形式的叶片泵的比转数大小离心泵的比转速是指泵和以效率最高工况为基准的综合特征参数，它是表征泵的结构和性能的准则数。比转数的应用：用比转数对离心泵进行分类。因为比转数反映了离心泵的性能和结构的特点：如当转速不变时，对于扬程高、流量小的泵，其比转数小。反之，流量大、扬程小时，比转数大。用比转数进行泵的相似设计。相似设计的原理是根据两个相似的泵，其比转数必然相等的原理来进行设计新的水泵。不同形式的叶片泵的比转数大小：离心泵 高压离心泵 中压离心泵 低压离心泵 混流泵 轴流泵 （9） 汽蚀的概念水泵在运转时，若由于某些原因，使泵内局部位置的压力降低到水的饱和蒸汽压力时，水就会产生汽化而形成汽液流。从水中离析出来的大量汽泡随着水流向前运动，到达高压区时受到周围液体的挤压而溃灭，汽泡内的气体又重新凝结成水，这种现象称为水泵的汽蚀现象。汽蚀的危害：叶轮材料被破坏。噪声和振动。泵的性能降低、效率下降。（10） 汽蚀性能参数允许吸上真空高度、有效汽蚀余量、必须汽蚀余量 允许吸上真空高度定义为标准大气压与泵吸入口静压头之差。 有效汽蚀余量是指泵在吸入口处的总能量（静压能和动压能之和），具有超过输送温度下液体汽化压力的富余能力。即避免泵发生汽化的能力。有效汽蚀余量由吸入系统的装置条件决定与泵本身无关。 必需汽蚀余量临（界汽蚀余量）是指泵内压力最低点（叶轮进口附近的叶片背面的低压区）的压力为汽化压力时，水泵进口处单位重量液体所具有的大于该水温下汽化压力的富裕能量。即，这个富裕能量是使水从水泵进口到叶片进口背面所需要的能量。（11）防止汽蚀产生的措施 1）改善泵的工作条件，提高泵的有效汽蚀余量 根据公式： 减小安装高度，提高有效汽蚀余量；加大吸水管径或减小流量，以减小阻力，提高有效汽蚀余量；降低液体的温度，从而降低汽化压力，提高有效汽蚀余量；降低泵的转速n，减小阻力,T提高有效汽蚀余量。2）提高泵本身的抗汽蚀性能，减小必需汽蚀余量。 根据公式：采用双吸叶轮，降低入口速度；增大叶轮进口直径及叶片进口宽度，降低入口速度；叶轮采用耐汽蚀材料，提高泵的抗汽蚀性；进口处装设螺旋式诱导轮，改善泵的汽蚀性能。第三章 泵的运行与调节（1）水泵工作点的概念及确定方法 将离心泵的特性曲线与其所在管路的特性曲线绘于同一坐标图上，两线交点M称为泵在该管路上工作点。 该点所对应的流量和压头既能满足管路系统的要求，又离心泵所提供，即，。对所选定的离心泵，以一定转速在此特定管路系统运转时，只能在这一点工作。 求解水泵工作点的意义和作用：校核水泵选型是否合理；水泵运行工况调节的基础（2） 泵的串联运行与并联运行并联运行是指两台或两台以上的泵向同一压力管路输送流体的工作方式。并联的目的是在压头相同时增加流量。采用并联工作的情况：当机组扩建，相应的需要流量增大，而对原有的泵仍可以使用时；核电厂中为了避免因一台泵发生事故影响反应堆停堆时；由于外界负荷变化很大，流量变化幅度相应很大，为了发挥泵的经济效果，使其能在高效率范围内工作，往往使用两台或数台并联工作，以增减运行台数来适应外界负荷变化的要求时。并联工作可以分为两种情况，即相同性能的泵并联和不同性能的泵并联