混流式核主泵水力模型能量性能研究.pdf

1、反應堆主冷卻劑循環(huán)泵簡稱核主泵，作為核反應堆的“心臟”，是核島內唯一的旋轉運動部件，要求其長期無故障連續(xù)運轉，也是核電站中耗能的主要設備。而目前國內關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，研究諸多因素對核主泵水力性能的影響，以設計出高效混流式核主泵水力模型成為核主泵國產(chǎn)化中的關鍵問題。
　　葉輪的主要結構參數(shù)（如進出口直徑、出口傾斜角、葉片包角等），導葉與葉輪、殼體及其匹配關系對混流式核主泵水力性能以及內流

2、特性都有著重要影響。本文以自行設計的混流式核主泵水力模型為研究對象，詳細分析其葉輪主要幾何參數(shù)、葉片厚度、徑向導葉對泵水力性能的影響，以獲得較好水力性能的模型泵;并預測實型核主泵的能量性能，對不同工況下模型泵的內流場進行分析。開展的主要工作以及獲得的結果如下:
　　1.根據(jù)葉輪水力設計理論，采用旋轉機械設計軟件CFturbo并結合速度系數(shù)法，進行混流式核主泵葉輪的水力設計，并對葉輪模型進行三維造型、網(wǎng)格劃分以及數(shù)值模擬計算。

3、>　　2.為提高混流式核主泵葉輪的水力性能，研究了葉片厚度對其水力性能的影響，并分析了不同葉片厚度下葉輪內流場和壓力載荷分布情況，發(fā)現(xiàn)葉片最大厚度在離葉片進口約1/3處時，可獲得相對較高的水力效率。
　　3.通過對葉輪水力模型進行數(shù)值計算，預測其水力性能，研究了葉輪進口直徑、出口寬度、出口傾斜角、包角等對混流泵葉輪模型能量性能的影響。
　　4.為研究徑向導葉對混流式核主泵水力性能的影響，設計了不同導葉數(shù)、進口邊位置和包角的導

4、葉水力模型，并進行數(shù)值計算并分析其內流場分布情況。結果顯示:在一定范圍內，導葉和球殼內的水力損失隨著導葉數(shù)的增加而減小;當導葉進口邊與葉輪出口邊夾角為2/3倍的葉輪出口邊傾斜角時，模型泵的水力性能較好;在一定范圍內，隨著導葉包角增大，模型泵的計算揚程、水力效率值都呈現(xiàn)先增大后減小的規(guī)律。
　　5.對最終得到的混流式核主泵水力模型進行了全流道的三維數(shù)值模擬，預測其水力性能，估算實型核主泵的水力效率和總效率;最后對模型泵不同工況下的壓