【摘要】：我國(guó)引進(jìn)的AP1000三代核電技術(shù)的反應(yīng)堆冷卻劑泵(簡(jiǎn)稱核主泵)采用變頻啟動(dòng)方式,不同于其它核電技術(shù)。在AP1000啟動(dòng)過程中,核主泵的運(yùn)行溫度發(fā)生顯著變化,導(dǎo)致其物性參數(shù)大幅變化。為保證啟動(dòng)過程安全,核主泵的最高轉(zhuǎn)速被限制為88%額定轉(zhuǎn)速,但關(guān)于其設(shè)定方法未見文獻(xiàn)報(bào)道。為此,根據(jù)AP1000啟動(dòng)過程的參數(shù)設(shè)定,針對(duì)自主設(shè)計(jì)水力模型展開核主泵啟動(dòng)過程水力特性研究,探索核主泵啟動(dòng)過程最高限制轉(zhuǎn)速的設(shè)定方法。采用湍流模擬方法研究了核主泵啟動(dòng)過程中流場(chǎng)的壓力脈動(dòng)特性。利用混合網(wǎng)格技術(shù)對(duì)模型各個(gè)部件進(jìn)行了網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證,得到了合適的網(wǎng)格數(shù)量及良好的網(wǎng)格質(zhì)量,并依據(jù)縮尺模型的外特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)計(jì)算結(jié)果可靠性進(jìn)行了初步驗(yàn)證。流場(chǎng)統(tǒng)計(jì)分析表明:當(dāng)核主泵運(yùn)行溫度升高,葉輪及導(dǎo)葉流道的壓力分布更為均勻,葉輪和導(dǎo)葉之間的動(dòng)靜干涉強(qiáng)度減弱,而壓水室的壓力脈動(dòng)強(qiáng)度整體上有所增強(qiáng);當(dāng)轉(zhuǎn)速提高,葉輪出口的壓力整體增強(qiáng),局部高壓和低壓區(qū)的面積變大,壓水室內(nèi)的壓力能增大,動(dòng)靜干涉處的脈動(dòng)強(qiáng)度增強(qiáng)。結(jié)合基于相似定律的理論推導(dǎo)與湍流模擬方法得到了核主泵啟動(dòng)過程中水力及水動(dòng)力性能的變化規(guī)律。結(jié)果表明:在AP1000的升溫過程中,核主泵的揚(yáng)程和效率受物性變化影響較小,而軸功率和載荷受物性變化影響較大;軸功率和軸向力隨轉(zhuǎn)速提升至最高限制轉(zhuǎn)速時(shí)達(dá)到第一個(gè)峰值點(diǎn),此后隨溫度升高而回落,最后隨轉(zhuǎn)速升至額定轉(zhuǎn)速時(shí)達(dá)到第二個(gè)峰值點(diǎn)。因此有必要對(duì)核主泵啟動(dòng)過程的最高轉(zhuǎn)速進(jìn)行限制�；谳d荷和功率安全考慮,推導(dǎo)了核主泵啟動(dòng)過程最高限制轉(zhuǎn)速的設(shè)定方法,經(jīng)AP1000的現(xiàn)行參數(shù)和數(shù)值計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)基于載荷安全的設(shè)定方法是可行的。進(jìn)一步得到CAP1400核主泵在啟動(dòng)過程最高限制轉(zhuǎn)速的設(shè)定值,為我國(guó)自主設(shè)計(jì)CAP1400主泵的啟動(dòng)過程中最高轉(zhuǎn)速設(shè)定提供參考依據(jù)。
【圖文】：

參數(shù)如表３．１所示。幾何模型如圖３．１所示，，圖３．１中的３倍管餐延是為了減弱進(jìn)出口邊界對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響ＰＵ。逡逑表３．１模型設(shè)計(jì)參數(shù)逡逑Ｔａｂ．３．１邋Ｄｅｓｉｇｎ邋ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ邋ｏｆ邋ｍｏｄｅｌ逡逑流量邐揚(yáng)程邋同步轉(zhuǎn)速邋設(shè)計(jì)壓力邋設(shè)計(jì)溫度邋數(shù)逡逑Ｑｄ邋（ｍ＾／ｈ）邋Ｈｄ邋（ｍ）邋ｎｊ邋（ｒｐｍ）邋化（ＭＰａ）邋。（Ｋ）逡逑值邐１７８８６邐＞１１１．３邐１８００邐１７．２邐６１６

３．１計(jì)算模型網(wǎng)格劃分逡逑文中采用的計(jì)算模型為課題姐自主設(shè)計(jì)的ＡＰ１０００主果水為模型，其主要逡逑設(shè)計(jì)參數(shù)如表３．１所示。幾何模型如圖３．１所示，圖３．１中的３倍管餐延長(zhǎng)段的逡逑設(shè)置是為了減弱進(jìn)出口邊界對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響ＰＵ。逡逑表３．１模型設(shè)計(jì)參數(shù)逡逑Ｔａｂ．３．１邋Ｄｅｓｉｇｎ邋ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ邋ｏｆ邋ｍｏｄｅｌ逡逑流量邐揚(yáng)程邋同步轉(zhuǎn)速邋設(shè)計(jì)壓力邋設(shè)計(jì)溫度邋比轉(zhuǎn)速逡逑參數(shù)逡逑Ｑｄ邋（ｍ＾／ｈ）邋Ｈｄ邋（ｍ）邋ｎｊ邋（ｒｐｍ）邋化（ＭＰａ）邋。（Ｋ）逡逑數(shù)值邐１７８８６邐＞１１１．３邐１８００邐１７．２邐６１６邐４巧逡逑圖３．１全模型結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．３．１邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋化ｅ邋ｍｏｄｅｌ逡逑（ａ）入口段網(wǎng)格邐（ｂ）壓水室及出口段網(wǎng)格逡逑圖３．２入口段、壓水室及出口段網(wǎng)格圖逡逑Ｆｉｇ．３．２邋Ｍｅｓｈ邋ｏｆ邋ｉｎｌｅｔ，邋ｐｕｍｐ邋ｃａｓｅ邋ａｎｄ邋0山邋１巧逡逑１５逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM623

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2620813