滑移網(wǎng)格下核主泵流場的數(shù)值研究.pdf

1、當前，在我國核電事業(yè)快速發(fā)展的背景下，核電重大裝備國產(chǎn)化進程明顯加快。核反應堆冷卻劑泵，即核主泵，是核島內(nèi)唯一高速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，被喻為核島中的“心臟”，其可靠性直接影響到反應堆的安全運行，按照美國ASME核設(shè)備安全等級標準的界定，核主泵屬于核安全一級。由于核主泵運行在高溫高壓及強輻射等惡劣環(huán)境中，研究高溫高壓冷卻劑與水力部件相互作用規(guī)律對于核主泵設(shè)計制造及其安全運行顯得尤為重要。
　　目前的技術(shù)條件下，通過數(shù)值手段研究泵內(nèi)流動規(guī)律已

2、成為較可行的方法。本文采用滑移網(wǎng)格法對核主泵內(nèi)非定常流場進行數(shù)值計算，分析核主泵在變環(huán)境下的流動規(guī)律，探究空化發(fā)生的臨界條件及其對性能的影響。
　　非定常流計算可以反映高速流動的瞬態(tài)特性。設(shè)計工況下核主泵葉輪以額定轉(zhuǎn)速進行高速旋轉(zhuǎn)，揚程隨著葉輪的轉(zhuǎn)動呈現(xiàn)出脈動現(xiàn)象，葉輪與導葉等其他靜止部件存在著強烈的交互作用，在泵殼底部靠近出口段處，渦旋流動存在著隨時間變化的局部低壓區(qū)，表明泵內(nèi)的流場具有較為復雜的非定常特性。
　　針對壓力

3、泄露事故，文章通過改變環(huán)境壓力對核主泵進行了三維非定常流場的計算，結(jié)果表明，環(huán)境壓力的下降將導致泵內(nèi)特別是葉輪葉片吸力面上壓力的降低，存在低于當?shù)仫柡驼羝麎旱目赡?
　　由于破口事故工況下核主泵內(nèi)可能發(fā)生空化，那么尋求空化發(fā)生的臨界壓力條件則尤為必要。數(shù)值結(jié)果表明，在高于16.2Mpa的范圍內(nèi)，泵內(nèi)無空化發(fā)生。從16.2Mpa開始，葉片的吸力面出現(xiàn)空化現(xiàn)象，主要首先出現(xiàn)在葉片的入口端。隨著環(huán)境壓力的下降，空化區(qū)域變大。在15.8M