離心式上充泵首級葉輪空化特性及瞬態(tài)激勵研究.pdf

1、核電站離心式上充泵作為核電站一回路中化學(xué)和容積控制系統(tǒng)(RCV)的重要組成部分，屬于核Ⅱ級設(shè)備，質(zhì)保等級Q2，在核電泵的設(shè)計制造中難度僅次于核主泵。在核電站運(yùn)行過程中，其具有RCV上充功能、核主泵密封水注入功能以及事故工況下的高壓安注功能等多個功能，這要求其能夠在多個工況下安全可靠運(yùn)行。同時上充泵在不同的運(yùn)行工況下，其上充水來源不同，進(jìn)口條件的多變性，要求其具有較好的空化性能。因此，上充泵的水力設(shè)計具有較大的難度，對上充泵空化性能進(jìn)行優(yōu)

2、化設(shè)計和內(nèi)部流場分析具有重要意義。
　　本文基于上充泵技術(shù)規(guī)格書對于上充泵水力性能的要求，通過雙模型組合的方式，對其多工況進(jìn)行合理拆分，確定了上充泵首級葉輪設(shè)計參數(shù)，完成了首級葉輪的水力設(shè)計?；贏NSYS CFX軟件對首級葉輪進(jìn)行了空化定常計算，分析了不同空化狀態(tài)下葉輪流道內(nèi)的流場變化以及氣泡分布，通過非定常瞬態(tài)模擬方法，對首級葉輪空化過渡過程的空化性能以及瞬態(tài)激勵載荷特性進(jìn)行了研究，同時制造了上充泵首級空化樣機(jī)以及12級水力樣

3、機(jī)，對上充泵空化性能以及整機(jī)水力性能進(jìn)行驗(yàn)證。主要內(nèi)容如下:
　　1.根據(jù)上充泵運(yùn)行工況的要求，通過雙模型組合的方式，對上充泵的多工況進(jìn)行合理拆分，根據(jù)拆分結(jié)果，提取首級葉輪的設(shè)計參數(shù)，基于設(shè)計參數(shù)對首級葉輪進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，同時完成相關(guān)過流部件的設(shè)計。
　　2.根據(jù)設(shè)計參數(shù)，采用Proe/E軟件對上充泵首級過流部件進(jìn)行三維造型，通過Workbench軟件完成相關(guān)部件的網(wǎng)格劃分。
　　3.基于ANSYS CFX軟件，對上充

4、泵首級樣機(jī)大流量Q=160m3/h工況，進(jìn)行空化定常計算，在空化定常計算的基礎(chǔ)上對于空化過渡過程進(jìn)行瞬態(tài)計算，根據(jù)計算結(jié)果分析不同空化狀態(tài)下葉輪流道內(nèi)的流場以及氣泡分布規(guī)律，葉片載荷變化規(guī)律，以及空化過渡過程中葉輪上徑向力以及軸向力的變化規(guī)律，為首級葉輪的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計提供參考。
　　4.在對空化定常和空化過渡過程研究的基礎(chǔ)上，基于空化非定常計算，研究不同空化狀態(tài)下葉輪上瞬態(tài)激勵載荷的變化規(guī)律。
　　5.在上述研究的基礎(chǔ)上，