屏蔽式電機主泵中動靜干涉作用對葉輪應力分析.pdf

1、反應堆冷卻劑循環(huán)泵又被稱為核主泵，其最重要的功能就是給核電站堆芯提供冷卻劑，使冷卻劑在核電站一回路系統(tǒng)內循環(huán)冷卻，以確保足夠的冷卻劑流量將反應堆堆芯產生的熱量帶走。核主泵長期安全可靠的運行對核電站正常運行、防止堆芯過熱的發(fā)生極為重要，因此，核主泵常被比作為核電站的“心臟”。
　　國內外很多學者都對核主泵內部流場進行了分析研究工作，大多數(shù)都主要關注在不同流量工況下的核主泵在穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)下的運行特點，而對于核主泵內部的零部件，比如核主

2、泵的葉片的研究相對較少。當核主泵在核電站中正常運行時，核主泵內部流場的水流會猛烈沖擊葉輪葉片，從而造成在葉輪表明上產生細小的裂紋。例如在中國西南地區(qū)的一個電站，由于導葉上有一個破口而造成泵周期性的振動，從而是兩個葉輪葉片斷裂，造成了巨大的經濟損失。所以對核主泵內部非定常流場分析及流場對主泵葉輪應力影響是本文主要研究內容。
　　本文建立了一個包括進出口、葉輪、導葉、蝸殼組成的全流道模型泵模型，并且對模型泵進行外特性計算，采用試驗驗證

3、的方法證明水力模型的準確性，然后對模型泵進行非定常計算，得到模型泵內部非定常流場特點，計算得到由動靜干涉引起的壓力脈動。
　　核主泵的一個重要難題是用計算機方法去解決水動力引起的應力。在本文中，通過建立一個包括進出口、葉輪、導葉、蝸殼組成的全流道模型，并且計算不同工況下的核主泵特性，使用流固耦合方法將流場計算得到的壓力分布加載到葉輪上。結果表明：葉輪最大米塞斯應力在葉輪葉片出口邊和后蓋板接觸處，此處容易出現(xiàn)疲勞；葉輪的最大應力與流