【摘要】：反應堆冷卻劑泵(以下簡稱主泵)作為核電站一回路系統(tǒng)中的動力裝置,它的首要作用是驅動冷卻劑在反應堆冷卻劑系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動從而冷卻堆芯,并將熱能傳導至蒸汽發(fā)生器,在每一條回路中都設置一臺主泵,屬于核I級安全泵。它使冷卻劑將堆芯處核裂變反應所產(chǎn)生的巨大核裂變能量進入蒸汽發(fā)生器轉化成熱能,它的穩(wěn)定性及可靠性與否直接關系核電站的運行狀況。在進行主泵的設計時,必須選擇適當?shù)哪Ｐ筒⒖疾煸谙鄳墓r運行條件下的應力、應變、形變位移、振動特性以及疲勞設計要求,從而保證其具有很高的安全性和較好的經(jīng)濟性。因此,利用先進的數(shù)值模擬方式對核主泵在運行過程中的結構應力場進行分析,對準確揭示其相關規(guī)律、保障主泵在運行過程中的可靠性具有十分重要的意義。本文針對福清華龍一號三四號機組M310主泵的葉輪,運用計算機數(shù)值模擬計算的方法,對其在運行工況下運行的結構應力、應變、形變、振動特性進行分析,并對主泵葉輪模型是否滿足疲勞設計要求進行了驗證。本文的主要工作及研究成果包括:1.縱觀國內(nèi)外對于核電站主泵技術的研究方向進行總結,并進行了簡要分析。根據(jù)M310主泵的運行參數(shù)以及泵設計理論,設計了適用于計算機仿真計算的主泵葉輪模型。2.結合設計的主泵葉輪模型的重要參數(shù),應用Solid Works對主泵葉輪進行三維建模。并利用ANSYS Workbench軟件,對主泵葉輪進行網(wǎng)格劃分。并對有限元方法計算結構應力、應變及形變的基本原理進行了簡要的闡述。3.通過模擬分析得到葉輪葉片在運行工況下運行時所受到的應力、應變及總形變量。計算顯示疲勞破壞的危險位置位于主泵葉輪出口處的葉片肋根處,并發(fā)現(xiàn)應力、應變及總行變量隨著葉片肋根厚度的增加而減小。4.利用ANSYS有限元軟件對主泵葉輪結構進行了模態(tài)分析,并得到了前15階模態(tài)所對應的固有頻率,由此得到了頻域內(nèi)位移PSD響應譜。利用三區(qū)間法驗證了該結構滿足疲勞設計要求。
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TL353.12;TM623.91
【圖文】：

卻劑主泵整體結構介紹電站一回路系統(tǒng)中的動力裝置，它的首要作用是驅內(nèi)循環(huán)流動從而冷卻堆芯，并將熱能傳導至蒸汽發(fā)一臺主泵，屬于核 I 級安全泵。它的正常工作推動產(chǎn)生的巨大核裂變能量進入蒸汽發(fā)生器二次側給水冷卻，以防高溫燒毀燃料元件導致輻射產(chǎn)物外逸影及可靠性與否直接關系核電站的運行狀況。它的間必須有足量的冷卻劑進入主泵經(jīng)過葉輪加壓加斷的流過堆芯，用來保證冷卻劑的偏離泡核沸騰比卻堆芯時不會產(chǎn)生氣化導致傳熱條件變得惡劣[22]。在建設的華龍一號三、四號機組采用的是 M310 機立式離心泵。它采用空氣冷卻以電動方式運轉，并封裝置[23]。整體主泵結構如圖 3-1 所示。

該圓形曲面收尾相連，形成一沒有厚度的葉輪將多余的圓形曲面切除。成封閉曲面：利用邊界混合命令，依次選擇流面用合并命令將其封閉。成全部葉片實體：通過軟件自帶的實體化功能，閉曲面實體化，從而便得到了一個符合要求的，列陣出其余四個與該葉片完全一樣的環(huán)繞在面切除方法將重疊的實體部分進行一體化，便成輪轂中軸槽：由于輪轂中間部分是穿軸槽位置基準面預留出軸槽位置，并利用切除工具將新可得到反應堆主泵葉輪的三維造型。操作所得到的主泵葉輪模型如圖 3-2 所示，實際。

基準面預留出軸槽位置，并利用切除工具將新可得到反應堆主泵葉輪的三維造型。操作所得到的主泵葉輪模型如圖 3-2 所示，實際。圖 3-2 反應堆主泵葉輪三維造型

【參考文獻】

相關期刊論文 前5條

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本文編號：2799898