【摘要】：核反應(yīng)堆冷卻劑泵(又稱核主泵),被譽(yù)為是核電站的“心臟”,在各種核設(shè)施的安全等級(jí)分類中,屬于核安全一級(jí)設(shè)備。為保障反應(yīng)堆堆芯的熱量被及時(shí)帶走,確保核主泵在惡劣的工作環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,核主泵無論是在設(shè)計(jì)上還是制造上都有著更高的要求。當(dāng)前,雖然我國(guó)已經(jīng)引進(jìn)了三代核主泵,也正在消化吸收與自主設(shè)計(jì),但是其關(guān)鍵過流部件的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)仍被少數(shù)幾個(gè)核大國(guó)壟斷,這對(duì)我國(guó)核電事業(yè)的大力發(fā)展造成嚴(yán)重制約。因此,深入研究核主泵高效高可靠水力模型的構(gòu)建,對(duì)我國(guó)核電事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義�；诮Y(jié)構(gòu)安全可靠性的考慮,核主泵泵殼在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)成近似球形的形狀。前期研究表明,這種類球形蝸殼結(jié)構(gòu)以及出水管的布置方式,是三代核主泵內(nèi)水力損失較大的主要原因之一。不同導(dǎo)葉包角與出口相對(duì)位置直接影響到導(dǎo)葉與蝸殼的配合。導(dǎo)葉包角過大會(huì)增加液流的沿程摩擦損失,從而降低泵的水力效率；反之,導(dǎo)葉包角過小,則降低了葉片對(duì)流體的控制能力和液流的穩(wěn)定性,也不利于提高泵的效率。鑒于此,本文在前人研究基礎(chǔ)上,采用試驗(yàn)設(shè)計(jì)、近似模型和全局優(yōu)化算法相結(jié)合的優(yōu)化策略,專門針對(duì)導(dǎo)葉包角與出口相對(duì)位置進(jìn)行了優(yōu)化,獲得了較優(yōu)的包角值與出口相對(duì)位置,減少了流動(dòng)損失,提高了核主泵的效率。葉輪出口與導(dǎo)葉入口之間的交互效應(yīng),也是影響核主泵水力性能的重要原因。因此,在對(duì)導(dǎo)葉與蝸殼交互效應(yīng)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,本文采用多學(xué)科優(yōu)化軟件Isight對(duì)本文所使用的優(yōu)化策略進(jìn)行集成,并且通過程序語言python進(jìn)行界面開發(fā),對(duì)集成的優(yōu)化平臺(tái)進(jìn)行封裝,初步構(gòu)建了核主泵水力模型設(shè)計(jì)優(yōu)化平臺(tái)。該平臺(tái)的開發(fā)提高了核主泵水力設(shè)計(jì)的快速性與有效性,節(jié)省了過流部件優(yōu)化過程中不可避免的大量重復(fù)性的人力消耗,并為以后此種優(yōu)化策略的應(yīng)用提供有力的工具。最后,基于本文初步構(gòu)建的核主泵一體化設(shè)計(jì)優(yōu)化平臺(tái),對(duì)核主泵葉輪及其與導(dǎo)葉進(jìn)口之間的交互效應(yīng)進(jìn)行了整體優(yōu)化,進(jìn)一步提高了課題組在前期研究中獲得的三代核主泵模型泵的水力性能。
【圖文】：

的發(fā)展概況逡逑５０年代起，美國(guó)和前蘇聯(lián)首先開始了對(duì)核主泵的研究工作，并一套完整的核主菜設(shè)計(jì)技術(shù)和相應(yīng)的生產(chǎn)體系。德國(guó)、法國(guó)、日本術(shù)，經(jīng)過消化吸收，和不斷的創(chuàng)新獲得了生產(chǎn)擁有自主知識(shí)產(chǎn)目前為止，核主栗總共經(jīng)歷了邋３代的發(fā)展歷程：逡逑驗(yàn)堆時(shí)期使用屏蔽電機(jī)栗，，其采用了屏蔽套結(jié)構(gòu)來隔離定子與會(huì)產(chǎn)生大量禍流造成損失，因此屏蔽電機(jī)菜的工作效率比較低，壓水堆機(jī)組的發(fā)電量為２００？３００ＭＷ等級(jí)。逡逑著機(jī)組容量的不斷擴(kuò)充，核主菜的功率需求也在提高，屏蔽電其向軸封式主菜發(fā)展的重要原因。１９６５－１９７０年，壓水堆機(jī)組等級(jí)，核主栗運(yùn)行功率約為４０００ｋＷ，由于眾多的錄供應(yīng)商（如德，軸封式核主栗得到了充分的發(fā)展和完善。１９７０－１９８０年，壓水００ＭＷ等級(jí)，三環(huán)路的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)被應(yīng)用在反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)之中０？３３０ＭＷ之間，核主菜的各項(xiàng)性能參數(shù)得到了一定的標(biāo)準(zhǔn)化

夠得獲得較好的網(wǎng)格質(zhì)量情況下，一般多采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。逡逑中的網(wǎng)格都是采用ＩＧＧ／ＡｕｔｏＧｒｉｄ５劃分的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。ＡｕｔｏＧｒｉｄＳ供選擇，包括默認(rèn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)ＨＨＯＨＨ邋（０５Ｈ）、ＨＯＨ和Ｈ＆Ｉ。０機(jī)械具有較高的適應(yīng)性，在多數(shù)情況下可以保證較高的網(wǎng)格質(zhì)量。網(wǎng)格使用０５Ｈ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如下圖２．１所示－逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM623;TL353.12

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 臧明昌;第三代核電和西屋公司AP1000評(píng)述[J];核科學(xué)與工程;2005年02期

2 王紅志;;一種實(shí)用的混流泵葉輪設(shè)計(jì)方法[J];機(jī)電工程技術(shù);2006年03期

本文編號(hào)：2656232