本文關(guān)鍵詞：核主泵導(dǎo)葉軸向安放位置與性能的相關(guān)性研究

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【摘要】：核主泵屬核一級(jí)泵,被喻為核電站的心臟,是一回路中唯一高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備。作為控制核電站冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵,核主泵必須保證在高溫、高壓、強(qiáng)輻射腐蝕的環(huán)境中長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行。雖然目前我國(guó)引進(jìn)了美國(guó)西屋公司的AP1000技術(shù),但由于核主泵基礎(chǔ)理論方面的研究還不夠成熟,在核主泵的自主設(shè)計(jì)及過流部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面還存在許多技術(shù)難點(diǎn)。本研究以自主設(shè)計(jì)的AP1000核主泵模型泵為研究對(duì)象,采用數(shù)值模擬方法分析了核主泵內(nèi)部三維流動(dòng)特性,研究了核主泵導(dǎo)葉軸向安放位置對(duì)性能和壓力脈動(dòng)的影響,以及導(dǎo)葉軸向安放位置與環(huán)形壓水室類似隔舌倒圓半徑的匹配特性對(duì)性能和內(nèi)部流場(chǎng)的影響規(guī)律,主要研究?jī)?nèi)容和所得成果如下:1、核主泵內(nèi)部流動(dòng)特性分析。對(duì)AP1000核主泵模型泵進(jìn)行了三維湍流數(shù)值計(jì)算,得出了不同工況下的揚(yáng)程和效率,與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證了所采用的數(shù)值計(jì)算方法的可靠性,并由核主泵內(nèi)部流動(dòng)特性分析可知模型泵的水力性能良好。在此基礎(chǔ)上,對(duì)葉輪、導(dǎo)葉和壓水室內(nèi)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),通過非定常數(shù)值模擬分析了設(shè)計(jì)工況時(shí)非定常狀態(tài)下的壓力脈動(dòng)特性。2、導(dǎo)葉軸向安放位置對(duì)核主泵性能的影響。從定常狀態(tài)研究了導(dǎo)葉軸向安放位置對(duì)核主泵外特性,以及其對(duì)葉輪、導(dǎo)葉和壓水室內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換特性及內(nèi)部流場(chǎng)的影響規(guī)律,結(jié)果表明,當(dāng)導(dǎo)葉與壓水室軸向距離為89mm時(shí),設(shè)計(jì)工況下模型泵水力性能最好,且擁有更短的懸臂軸長(zhǎng)度。減小導(dǎo)葉與壓水室軸向相對(duì)距離,小流量工況下,泵的效率增加,其中葉輪效率增加,壓水室損失減小,但同時(shí)導(dǎo)葉損失也有所增加;大流量工況下,泵的效率減小,其中葉輪效率有所降低,同時(shí)導(dǎo)葉和壓水室損失也相應(yīng)增加。從非定常狀態(tài)主要研究了導(dǎo)葉軸向安放位置對(duì)環(huán)形壓水室內(nèi)壓力脈動(dòng)特性的影響規(guī)律,結(jié)果表明導(dǎo)葉軸向安放位置的改變主要影響壓力脈動(dòng)幅值大小,當(dāng)導(dǎo)葉出口中心平面與壓水室出口軸線重合時(shí),能有效降低壓水室隔舌及出口處的壓力脈動(dòng)幅值。3、導(dǎo)葉軸向安放位置與環(huán)形壓水室類似隔舌倒圓半徑匹配對(duì)核主泵性能的影響。從定常狀態(tài)研究了0.8Qd、1.0Qd和1.2Qd三種不同工況下導(dǎo)葉軸向安放位置與類似隔舌倒圓半徑匹配對(duì)核主泵性能以及各過流部件性能和內(nèi)部流場(chǎng)的影響規(guī)律。在小流量工況下,不同匹配組合模型泵揚(yáng)程和效率變化較為復(fù)雜,隨著流量的增加,在三種導(dǎo)葉軸向安放位置下模型泵揚(yáng)程和效率隨隔舌倒圓半徑呈現(xiàn)相同的變化規(guī)律,且導(dǎo)葉軸向安放位置對(duì)模型泵效率的影響程度較大。每個(gè)導(dǎo)葉軸向安放位置都存在最優(yōu)的隔舌半徑匹配,其合理匹配可以有效提高模型泵的性能。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM623;TH38

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本文編號(hào)：1301670