【摘要】：核能作為清潔高效的能源,越來越被廣泛認(rèn)可和采用。我國自主設(shè)計(jì)研發(fā)的CAP1400第三代先進(jìn)非能動(dòng)核電機(jī)組,標(biāo)志著我國核電事業(yè)的巨大進(jìn)步。核反應(yīng)堆冷卻劑泵作為一回路中唯一高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備,必須長期高效地運(yùn)行,是核電設(shè)備國產(chǎn)化的一大難點(diǎn)�？栈撬C(jī)械中普遍存在的一種破壞形式,其發(fā)生將會(huì)降低水力機(jī)械的性能,引起強(qiáng)烈的噪聲及振動(dòng),甚至造成葉片的損壞,影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。為保證核主泵長期穩(wěn)定運(yùn)行,在其設(shè)計(jì)過程中,需要考慮空化的影響,并有效避免空化的發(fā)生。核主泵在高溫高壓條件下運(yùn)行,其運(yùn)行溫度下水蒸汽與水的密度比增加,其他參數(shù)如飽和蒸汽壓力等受溫度的影響增大,需要考慮熱力學(xué)效應(yīng)對(duì)空化的影響。基于均質(zhì)平衡流理論及輸運(yùn)方程,在能量方程中添加了考慮汽液質(zhì)量轉(zhuǎn)移量及汽化潛熱影響的源項(xiàng)。首先模擬常溫條件下翼型的空化流場,將該結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證模型的可靠性。通過對(duì)比常溫條件及373K溫度條件下翼型周圍的空化流場,發(fā)現(xiàn)高溫條件下空泡區(qū)明顯縮短。模擬了373K及473K溫度條件下葉輪內(nèi)的空化流場,發(fā)現(xiàn)汽液交換過程引起很大的溫降,考慮溫度對(duì)飽和蒸汽壓力的影響后,溫度降低量減小,空化現(xiàn)象被顯著抑制。高溫條件下不考慮熱力學(xué)效應(yīng)模擬空化的結(jié)果是不準(zhǔn)確的,考慮到熱力學(xué)效應(yīng)的影響及設(shè)計(jì)過程中空化性能與效率間的矛盾關(guān)系,可以在核主泵的設(shè)計(jì)過程中降低對(duì)空化性能的考慮,來提高泵的效率等性能。此外,本文研究了不同汽蝕余量下,模型泵葉輪、導(dǎo)葉和蝸殼內(nèi)空化流場的特點(diǎn),得到了空化初生時(shí)的空化性能,對(duì)比了葉輪和整機(jī)模擬時(shí)泵的揚(yáng)程、效率等性能,分析了蝸殼、導(dǎo)葉對(duì)葉輪內(nèi)部空化流場的影響�；谒O(shè)計(jì)的模型泵結(jié)構(gòu)和尺寸,采用砂鑄葉輪、精鑄鋁制葉輪開展了模型泵性能的試驗(yàn)研究,試驗(yàn)結(jié)果表明葉輪的制造精度對(duì)臨界汽蝕余量有很大的影響。非定常數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明嚴(yán)重空化時(shí)入口壓力脈動(dòng)變得紊亂,空化區(qū)尾部存在很強(qiáng)的回射流,該回射流會(huì)使空化加劇。從阻擋回射流的角度,采用在翼型上表面布置射流孔的方式,探索了抑制空化的方法。發(fā)現(xiàn)布置射流孔可以有效阻擋回射流從翼型尾部向頭部的流動(dòng),隨著射流速度的增加,回射流逐漸減弱,空化區(qū)縮短。此外,布置射流孔可以有效降低翼型表面升力系數(shù)及阻力系數(shù)的波動(dòng)幅度,而對(duì)其平均值影響不大。
【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)】：TL353.12
【圖文】：

電廠２０１４年發(fā)電設(shè)備容量達(dá)到了邋１９８８萬千瓦，同比增長３６．１０％。中國計(jì)劃在２０２０逡逑要達(dá)到４０ＧＷ核電裝機(jī)容量，約占總裝機(jī)量的４％［１］。２０１０年及２０２０年我國電力需逡逑比圖如圖Ｕ所示，中國目前有２２家核電站，計(jì)劃在５年內(nèi)增加到７５家，大力發(fā)逡逑電技術(shù)，提高自主化設(shè)計(jì)水平已勢在必行。逡逑

２０１０年邐２０２０年逡逑圖１．１邋２０１０及２０２０年電力需求對(duì)比圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ邋ｏｆ邋ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ邋ｄｅｍａｎｄ邋ｉｎ邋２０１０邋ａｎｄ邋２０２０逡逑為了能夠擁有具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)大型核電技術(shù)，眾多科研學(xué)者付出了大量心逡逑血。實(shí)際上，核電設(shè)備的國產(chǎn)化步伐一直在不斷加快。核電裝備國產(chǎn)化率如表１．１所示，逡逑大亞灣核電站建設(shè)時(shí)，裝備國產(chǎn)化率還只有１％，隨后開建的嶺澳一期核電站國產(chǎn)化率逡逑也不及３０％，而到紅沿河與寧德核電站建成時(shí)，國產(chǎn)化率已經(jīng)達(dá)到８０％，陽江核電站５、逡逑６號(hào)機(jī)組更可以達(dá)到８５％，核電國產(chǎn)化進(jìn)程實(shí)現(xiàn)了巨大的突破。由于切爾諾貝利核電廠逡逑及日本福島核電站的嚴(yán)重事故，核電的發(fā)展經(jīng)歷了一段停滯期，同時(shí)安全發(fā)展核電成為逡逑最重要的要求引起高度重視。非能動(dòng)第三代壓水堆核電技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)長期完全非能動(dòng)逡逑冷卻

但是由節(jié)點(diǎn)確定的網(wǎng)格單元體不發(fā)生變形。該模型用來模擬獨(dú)立區(qū)域間的相逡逑對(duì)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)相鄰單元區(qū)域的交界面形成網(wǎng)格交界面，單元區(qū)域沿著網(wǎng)格交界面既可以逡逑平移運(yùn)動(dòng)也可以轉(zhuǎn)動(dòng)，滑移網(wǎng)格運(yùn)動(dòng)示意圖如圖２．３所示，從圖中可以看出各部分網(wǎng)格逡逑形狀保持不變，兩側(cè)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)可以不相互重合。由于靜止部分與運(yùn)動(dòng)部分間的相對(duì)運(yùn)逡逑動(dòng)會(huì)引起瞬態(tài)的相互作用，通常懫用滑移網(wǎng)格求解在時(shí)間上具有周期性的瞬態(tài)問題。逡逑－１５邋－逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 張瑤;羅先武;許洪元;吳玉林;;熱力學(xué)空化模型的改進(jìn)及數(shù)值應(yīng)用[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2010年10期

2 時(shí)素果;王國玉;胡常莉;高德明;;不同溫度水體空化水動(dòng)力脈動(dòng)特性的試驗(yàn)研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2014年08期

3 黃彪;王國玉;王復(fù)峰;高德明;;非定�？栈鲌鼋Y(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);2011年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 趙偉國;水翼云空化及其控制機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2751149