核主泵水力模型設計與優(yōu)化一體化平臺構建.pdf

1、核反應堆冷卻劑泵（又稱核主泵），被譽為是核電站的“心臟”，在各種核設施的安全等級分類中，屬于核安全一級設備。為保障反應堆堆芯的熱量被及時帶走，確保核主泵在惡劣的工作環(huán)境下長期穩(wěn)定運行，核主泵無淪是在設計上還是制造上都有著更高的要求。當前，雖然我國已經(jīng)引進了三代核主泵，也正在消化吸收與自主設計，但是其關鍵過流部件的設計與制造技術仍被少數(shù)幾個核大國壟斷，這對我國核電事業(yè)的大力發(fā)展造成嚴重制約。因此，深入研究核主泵高效高可靠水力模型的構建，對

2、我國核電事業(yè)的進一步發(fā)展具有深遠的意義。
　　基于結構安全可靠性的考慮，核主泵泵殼在結構上設計成近似球形的形狀。前期研究表明，這種類球形蝸殼結構以及出水管的布置方式，是三代核主泵內(nèi)水力損失較大的主要原因之一。不同導葉包角與出口相對位置直接影響到導葉與蝸殼的配合。導葉包角過大會增加液流的沿程摩擦損失，從而降低泵的水力效率;反之，導葉包角過小，則降低了葉片對流體的控制能力和液流的穩(wěn)定性，也不利于提高泵的效率。鑒于此，本文在前人研究基礎

3、上，采用試驗設計、近似模型和全局優(yōu)化算法相結合的優(yōu)化策略，專門針對導葉包角與出口相對位置進行了優(yōu)化，獲得了較優(yōu)的包角值與出口相對位置，減少了流動損失，提高了核主泵的效率。
　　葉輪出口與導葉入口之間的交互效應，也是影響核主泵水力性能的重要原因。因此，在對導葉與蝸殼交互效應優(yōu)化的基礎上，本文采用多學科優(yōu)化軟件Isight對本文所使用的優(yōu)化策略進行集成，并且通過程序語言python進行界面開發(fā)，對集成的優(yōu)化平臺進行封裝，初步構建了核主