混流式核主泵水力模型能量性能研究.pdf

1、反應(yīng)堆主冷卻劑循環(huán)泵簡(jiǎn)稱核主泵，作為核反應(yīng)堆的“心臟”，是核島內(nèi)唯一的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件，要求其長(zhǎng)期無(wú)故障連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，也是核電站中耗能的主要設(shè)備。而目前國(guó)內(nèi)關(guān)于核主泵的研究還處于起步階段，優(yōu)秀的核主泵水力模型極少，因此，研究諸多因素對(duì)核主泵水力性能的影響，以設(shè)計(jì)出高效混流式核主泵水力模型成為核主泵國(guó)產(chǎn)化中的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　葉輪的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)（如進(jìn)出口直徑、出口傾斜角、葉片包角等），導(dǎo)葉與葉輪、殼體及其匹配關(guān)系對(duì)混流式核主泵水力性能以及內(nèi)流

2、特性都有著重要影響。本文以自行設(shè)計(jì)的混流式核主泵水力模型為研究對(duì)象，詳細(xì)分析其葉輪主要幾何參數(shù)、葉片厚度、徑向?qū)~對(duì)泵水力性能的影響，以獲得較好水力性能的模型泵;并預(yù)測(cè)實(shí)型核主泵的能量性能，對(duì)不同工況下模型泵的內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行分析。開(kāi)展的主要工作以及獲得的結(jié)果如下:
　　1.根據(jù)葉輪水力設(shè)計(jì)理論，采用旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)軟件CFturbo并結(jié)合速度系數(shù)法，進(jìn)行混流式核主泵葉輪的水力設(shè)計(jì)，并對(duì)葉輪模型進(jìn)行三維造型、網(wǎng)格劃分以及數(shù)值模擬計(jì)算。

3、>　　2.為提高混流式核主泵葉輪的水力性能，研究了葉片厚度對(duì)其水力性能的影響，并分析了不同葉片厚度下葉輪內(nèi)流場(chǎng)和壓力載荷分布情況，發(fā)現(xiàn)葉片最大厚度在離葉片進(jìn)口約1/3處時(shí)，可獲得相對(duì)較高的水力效率。
　　3.通過(guò)對(duì)葉輪水力模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，預(yù)測(cè)其水力性能，研究了葉輪進(jìn)口直徑、出口寬度、出口傾斜角、包角等對(duì)混流泵葉輪模型能量性能的影響。
　　4.為研究徑向?qū)~對(duì)混流式核主泵水力性能的影響，設(shè)計(jì)了不同導(dǎo)葉數(shù)、進(jìn)口邊位置和包角的導(dǎo)

4、葉水力模型，并進(jìn)行數(shù)值計(jì)算并分析其內(nèi)流場(chǎng)分布情況。結(jié)果顯示:在一定范圍內(nèi)，導(dǎo)葉和球殼內(nèi)的水力損失隨著導(dǎo)葉數(shù)的增加而減小;當(dāng)導(dǎo)葉進(jìn)口邊與葉輪出口邊夾角為2/3倍的葉輪出口邊傾斜角時(shí)，模型泵的水力性能較好;在一定范圍內(nèi)，隨著導(dǎo)葉包角增大，模型泵的計(jì)算揚(yáng)程、水力效率值都呈現(xiàn)先增大后減小的規(guī)律。
　　5.對(duì)最終得到的混流式核主泵水力模型進(jìn)行了全流道的三維數(shù)值模擬，預(yù)測(cè)其水力性能，估算實(shí)型核主泵的水力效率和總效率;最后對(duì)模型泵不同工況下的壓