【摘要】：反應(yīng)堆冷卻劑泵(以下簡(jiǎn)稱主泵)作為核電站一回路系統(tǒng)中的動(dòng)力裝置,它的首要作用是驅(qū)動(dòng)冷卻劑在反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)從而冷卻堆芯,并將熱能傳導(dǎo)至蒸汽發(fā)生器,在每一條回路中都設(shè)置一臺(tái)主泵,屬于核I級(jí)安全泵。它使冷卻劑將堆芯處核裂變反應(yīng)所產(chǎn)生的巨大核裂變能量進(jìn)入蒸汽發(fā)生器轉(zhuǎn)化成熱能,它的穩(wěn)定性及可靠性與否直接關(guān)系核電站的運(yùn)行狀況。在進(jìn)行主泵的設(shè)計(jì)時(shí),必須選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ筒⒖疾煸谙鄳?yīng)的工況運(yùn)行條件下的應(yīng)力、應(yīng)變、形變位移、振動(dòng)特性以及疲勞設(shè)計(jì)要求,從而保證其具有很高的安全性和較好的經(jīng)濟(jì)性。因此,利用先進(jìn)的數(shù)值模擬方式對(duì)核主泵在運(yùn)行過程中的結(jié)構(gòu)應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行分析,對(duì)準(zhǔn)確揭示其相關(guān)規(guī)律、保障主泵在運(yùn)行過程中的可靠性具有十分重要的意義。本文針對(duì)福清華龍一號(hào)三四號(hào)機(jī)組M310主泵的葉輪,運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬計(jì)算的方法,對(duì)其在運(yùn)行工況下運(yùn)行的結(jié)構(gòu)應(yīng)力、應(yīng)變、形變、振動(dòng)特性進(jìn)行分析,并對(duì)主泵葉輪模型是否滿足疲勞設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了驗(yàn)證。本文的主要工作及研究成果包括:1.縱觀國(guó)內(nèi)外對(duì)于核電站主泵技術(shù)的研究方向進(jìn)行總結(jié),并進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。根據(jù)M310主泵的運(yùn)行參數(shù)以及泵設(shè)計(jì)理論,設(shè)計(jì)了適用于計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算的主泵葉輪模型。2.結(jié)合設(shè)計(jì)的主泵葉輪模型的重要參數(shù),應(yīng)用Solid Works對(duì)主泵葉輪進(jìn)行三維建模。并利用ANSYS Workbench軟件,對(duì)主泵葉輪進(jìn)行網(wǎng)格劃分。并對(duì)有限元方法計(jì)算結(jié)構(gòu)應(yīng)力、應(yīng)變及形變的基本原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述。3.通過模擬分析得到葉輪葉片在運(yùn)行工況下運(yùn)行時(shí)所受到的應(yīng)力、應(yīng)變及總形變量。計(jì)算顯示疲勞破壞的危險(xiǎn)位置位于主泵葉輪出口處的葉片肋根處,并發(fā)現(xiàn)應(yīng)力、應(yīng)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(duì)主泵葉輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析,并得到了前15階模態(tài)所對(duì)應(yīng)的固有頻率,由此得到了頻域內(nèi)位移PSD響應(yīng)譜。利用三區(qū)間法驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)滿足疲勞設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TL353.12;TM623.91
【圖文】：

卻劑主泵整體結(jié)構(gòu)介紹電站一回路系統(tǒng)中的動(dòng)力裝置，它的首要作用是驅(qū)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)從而冷卻堆芯，并將熱能傳導(dǎo)至蒸汽發(fā)一臺(tái)主泵，屬于核 I 級(jí)安全泵。它的正常工作推動(dòng)產(chǎn)生的巨大核裂變能量進(jìn)入蒸汽發(fā)生器二次側(cè)給水冷卻，以防高溫?zé)龤剂显䦟?dǎo)致輻射產(chǎn)物外逸影及可靠性與否直接關(guān)系核電站的運(yùn)行狀況。它的間必須有足量的冷卻劑進(jìn)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(shí)不會(huì)產(chǎn)生氣化導(dǎo)致傳熱條件變得惡劣[22]。在建設(shè)的華龍一號(hào)三、四號(hào)機(jī)組采用的是 M310 機(jī)立式離心泵。它采用空氣冷卻以電動(dòng)方式運(yùn)轉(zhuǎn)，并封裝置[23]。整體主泵結(jié)構(gòu)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(shí)體：通過軟件自帶的實(shí)體化功能，閉曲面實(shí)體化，從而便得到了一個(gè)符合要求的，列陣出其余四個(gè)與該葉片完全一樣的環(huán)繞在面切除方法將重疊的實(shí)體部分進(jìn)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(zhǔn)面預(yù)留出軸槽位置，并利用切除工具將新可得到反應(yīng)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(shí)際。

基準(zhǔn)面預(yù)留出軸槽位置，并利用切除工具將新可得到反應(yīng)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(shí)際。圖 3-2 反應(yīng)堆主泵葉輪三維造型

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2799898