核主泵導(dǎo)葉軸向安放位置與性能的相關(guān)性研究.pdf

1、核主泵屬核一級(jí)泵，被喻為核電站的心臟，是一回路中唯一高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備。作為控制核電站冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵，核主泵必須保證在高溫、高壓、強(qiáng)輻射腐蝕的環(huán)境中長期安全可靠運(yùn)行。雖然目前我國引進(jìn)了美國西屋公司的AP1000技術(shù)，但由于核主泵基礎(chǔ)理論方面的研究還不夠成熟，在核主泵的自主設(shè)計(jì)及過流部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面還存在許多技術(shù)難點(diǎn)。
　　本研究以自主設(shè)計(jì)的AP1000核主泵模型泵為研究對象，采用數(shù)值模擬方法分析了核主泵內(nèi)部三維流動(dòng)特性，研究了

2、核主泵導(dǎo)葉軸向安放位置對性能和壓力脈動(dòng)的影響，以及導(dǎo)葉軸向安放位置與環(huán)形壓水室類似隔舌倒圓半徑的匹配特性對性能和內(nèi)部流場的影響規(guī)律，主要研究內(nèi)容和所得成果如下：
　　1、核主泵內(nèi)部流動(dòng)特性分析。對AP1000核主泵模型泵進(jìn)行了三維湍流數(shù)值計(jì)算，得出了不同工況下的揚(yáng)程和效率，與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證了所采用的數(shù)值計(jì)算方法的可靠性，并由核主泵內(nèi)部流動(dòng)特性分析可知模型泵的水力性能良好。在此基礎(chǔ)上，對葉輪、導(dǎo)葉和壓水室內(nèi)設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，通

3、過非定常數(shù)值模擬分析了設(shè)計(jì)工況時(shí)非定常狀態(tài)下的壓力脈動(dòng)特性。
　　2、導(dǎo)葉軸向安放位置對核主泵性能的影響。從定常狀態(tài)研究了導(dǎo)葉軸向安放位置對核主泵外特性，以及其對葉輪、導(dǎo)葉和壓水室內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換特性及內(nèi)部流場的影響規(guī)律，結(jié)果表明，當(dāng)導(dǎo)葉與壓水室軸向距離為89mm時(shí)，設(shè)計(jì)工況下模型泵水力性能最好，且擁有更短的懸臂軸長度。減小導(dǎo)葉與壓水室軸向相對距離，小流量工況下，泵的效率增加，其中葉輪效率增加，壓水室損失減小，但同時(shí)導(dǎo)葉損失也有所增加

4、；大流量工況下，泵的效率減小，其中葉輪效率有所降低，同時(shí)導(dǎo)葉和壓水室損失也相應(yīng)增加。從非定常狀態(tài)主要研究了導(dǎo)葉軸向安放位置對環(huán)形壓水室內(nèi)壓力脈動(dòng)特性的影響規(guī)律，結(jié)果表明導(dǎo)葉軸向安放位置的改變主要影響壓力脈動(dòng)幅值大小，當(dāng)導(dǎo)葉出口中心平面與壓水室出口軸線重合時(shí)，能有效降低壓水室隔舌及出口處的壓力脈動(dòng)幅值。
　　3、導(dǎo)葉軸向安放位置與環(huán)形壓水室類似隔舌倒圓半徑匹配對核主泵性能的影響。從定常狀態(tài)研究了0.8Qd、1.0Qd和1.2Qd三種