余熱排出泵結(jié)構設計與可靠性研究.pdf

1、余熱排出泵是核電站一回路余熱排出系統(tǒng)的重要組成部分，在高溫高壓的環(huán)境中運行，對泵的可靠性和使用壽命有嚴格的要求。目前對余熱排出泵的運行可靠性研究比較少，因此，對余熱排出泵的可靠性研究有其重要意義。主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)余熱排出泵結(jié)構及水力設計。介紹了余熱排出泵的結(jié)構、工作原理、運行環(huán)境及設計要求。對葉輪、導葉及壓水室進行水力設計，繪制木模圖，葉輪設計成閉式葉輪，采用徑向?qū)~，壓水室設計成環(huán)形結(jié)構。
　　(2)余

2、熱排出泵數(shù)值模擬。應用CFX軟件對余熱排出泵進行全流場數(shù)值模擬，分析不同工況下余熱排出泵的內(nèi)部流動特性。從壓水室數(shù)值模擬的壓力云圖可以看出，隨著流量的增大而壓力逐漸減小;在小流量工況下，葉輪內(nèi)均有不同程度的漩渦。余熱排出泵性能預測:額定工況點揚程83.1m，效率79.1％，均滿足設計要求。
　　(3)余熱排出泵壓水室可靠性研究。根據(jù)核電規(guī)范，作用于壓水室的載荷主要包括內(nèi)壓、熱應力和接管載荷，分別計算壓水室在以上三種載荷下的應力分布

3、，得出最大薄膜應力為90Mpa，小于1.1倍許用應力，同時最大薄膜應力+彎曲應力為192.6Mpa，小于1.65倍許用應力，壓水室滿足強度設計要求，保證了余熱排出泵的安全穩(wěn)定運行。
　　(4)余熱排出泵轉(zhuǎn)子可靠性研究。應用Ansys workbench軟件對余熱排出泵葉輪進行熱分析，葉輪出口處熱變形0.273mm，口環(huán)上熱變形0.174mm，均小于許用變形量。對泵轉(zhuǎn)子進行模態(tài)分析，計算出泵轉(zhuǎn)子的固有頻率以及臨界轉(zhuǎn)速，分析泵運行過程

4、中轉(zhuǎn)子發(fā)生共振的可能性，模態(tài)分析表明:泵轉(zhuǎn)子固有頻率為121.0Hz，水力激振頻率為173.8Hz，水力激振頻率在固有頻率的危險范圍（±10％）之外;泵轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速最大值為7410r/min，最小值為7122r/min，均大于額定轉(zhuǎn)速1490r/min，滿足可靠性要求。
　　(5)余熱排出泵外特性試驗研究。試驗表明，額定工況下泵揚程81.83m，效率79.6％，比設計效率提高3.6個百分點。將試驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進行對比分析，數(shù)