本文選題：密封　切入點：核主泵　出處：《大連理工大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：我國正逐漸應(yīng)用第三代核電技術(shù)主泵,消化吸收核主泵關(guān)鍵性技術(shù)并自主化研發(fā)成為我國目前發(fā)展核電的關(guān)鍵問題。本文研究核主泵水力部件相關(guān)不可壓縮流體密封特性,設(shè)計較高經(jīng)濟(jì)性和安全性的新型密封。 在核電站壓水堆中,核主泵是唯一的旋轉(zhuǎn)設(shè)備,被稱為核電站”心臟”設(shè)備,其可靠、高效運行是核電站安全運行的核心保障。核主泵葉輪的輪蓋和輪盤與靜止部件間存在動靜間隙。輪蓋外表面間隙泄漏失控會造成大量泄漏流返回到葉輪進(jìn)口,并且干擾主流場,導(dǎo)致核主泵效率下降以及揚程降低,這可能帶來反應(yīng)堆制冷劑供給不足,產(chǎn)生溫度過高的危險,所以采用合理的密封結(jié)構(gòu)控制間隙泄漏成為保證核主泵高效運行的重要問題。同時,密封流體為葉輪提供附加剛度、阻尼和慣性系數(shù),具有良好動力特性的密封結(jié)構(gòu)是葉輪安全穩(wěn)定運行的保證。因此,研究開發(fā)兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性的水力密封成為核主泵水力部件研究的關(guān)鍵課題。 首先,本文研究數(shù)值計算方法及湍流模型對不可壓縮流體密封計算的影響,分別從流場模擬和動力特性系數(shù)兩方面進(jìn)行對比,結(jié)合實驗結(jié)果分析各數(shù)值計算方法及湍流模型在模擬泵內(nèi)密封及間隙流動的特點,同時對本文研究方法的可靠性進(jìn)行了驗證。 其次,本文討論了混流泵葉輪軸向力的計算�？诃h(huán)密封的設(shè)置改變了葉輪輪蓋和固定部件的間隙的壓力分布,從而改變?nèi)~輪所受軸向力。本文對理論公式和CFD兩種軸向力求解方法進(jìn)行討論,同時分析口環(huán)密封對軸向力的影響,得出了軸向力隨間隙增大而增大的結(jié)論。 再次,不可壓縮流體密封特性是本文的主要研究內(nèi)容,分為泄漏特性和動力特性兩條研究路線。本文把動力特性系數(shù)與流體參數(shù)(壓力和速度)聯(lián)系起來,用流場參數(shù)極坐標(biāo)變換法預(yù)測泵輪蓋外表面狹長間隙流體或者光滑環(huán)形密封間隙流體在高轉(zhuǎn)速工況下容易產(chǎn)生負(fù)直接剛度和較大的交叉剛度,可能造成葉輪渦動失穩(wěn),而槽道式密封的剛度特性優(yōu)于光滑環(huán)形密封,直接剛度通常為正值且交叉剛度較小,比等截面光滑密封更加穩(wěn)定。但槽道式密封的問題在于直接剛度較小,不能為葉輪提供足夠的彈性支承,而螺旋密封的剛度特性優(yōu)于槽道式密封,直接剛度較大,而且交叉剛度為負(fù)值,有抑制旋轉(zhuǎn)部件渦動的效果。本文為了進(jìn)一步提高密封的直接剛度,設(shè)計了楔槽弧線密封,這種密封結(jié)構(gòu)為核主泵葉輪提供穩(wěn)定支承。 在泄漏特性方面,本文用摩擦系數(shù)做為泄漏特性的研究參數(shù),研究核主泵工況下槽道式密封的槽道摩擦系數(shù)隨矩形形狀的變化規(guī)律,得到較高摩擦系數(shù)矩形槽道密封。而螺旋密封的泵送效應(yīng)進(jìn)一步提高了摩擦系數(shù),在不同螺旋角度的螺旋密封中,20度和30度螺旋密封摩擦系數(shù)超過矩形槽道密封的摩擦系數(shù),證明了螺旋密封具有更高的經(jīng)濟(jì)性。本文設(shè)計的螺旋雙尖齒密封和楔槽弧線密封更進(jìn)一步提高了經(jīng)濟(jì)性能,其中螺旋雙尖齒密封的封液能力比矩形螺旋密封提高約兩倍,本文設(shè)計的三種新密封結(jié)構(gòu)已獲得兩項國家發(fā)明專利授權(quán)及一項實用新型專利授權(quán)。 最后,本文討論了不可壓縮流體密封新型設(shè)計因素對于密封的能量耗散和動力特性的影響,討論新型密封結(jié)構(gòu)設(shè)計方案和設(shè)計效果,為核主泵提供能在大流量高壓工況下穩(wěn)定控制泄漏的新型水力密封。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM623;TH38

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 馬國林，楊亞媛;國產(chǎn)200MW機組動靜間隙分布與振動限值的關(guān)系研究[J];東北電力技術(shù);1996年06期

2 馬兆緯;高參數(shù)大容量汽輪機組通流部分動靜間隙及其汽封完善化[J];華東電力;1987年07期

3 孫晨杰;;900MW機組汽輪機碰缸工藝[J];電力技術(shù);2009年05期

4 吳耀榮;;31-25-2型汽輪機節(jié)能改造[J];電力技術(shù);1989年06期

5 ;中間再熱汽輪機組的運行(續(xù)一)[J];電力技術(shù)通訊;1976年02期

6 黃祥君;黎志政;徐萬年;;嶺澳核電站汽輪機摩擦振動的原因分析[J];深圳特區(qū)科技;2005年00期

7 魏德;張亞飛;孫翠英;;變工況下600MW汽輪機中壓缸動靜間隙分析[J];電力學(xué)報;2006年02期

8 朱啟均;;汽輪機動靜間隙對經(jīng)濟(jì)性與安全性的影響[J];寧波節(jié)能;2007年02期

9 汪杰斌;胡永剛;呂豐收;楊峰;;125 MW汽輪機大軸彎曲原因分析[J];電力安全技術(shù);2012年07期

10 趙志付;;汽輪機超速事故與預(yù)防[J];今日科苑;2009年16期

相關(guān)會議論文 前1條

1 孫晨杰;;900MW機組汽輪機碰缸工藝[A];全國火電600MW機組技術(shù)協(xié)作會第13屆年會論文集[C];2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 張盟;核主泵水力部件動靜間隙流與密封特性研究[D];大連理工大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 鄧志成;超臨界汽輪機軸向動靜間隙有限元分析研究[D];上海交通大學(xué);2013年

，

本文編號：1691189