核泵散热系统的强化及其热平衡分析
发布时间：2021-01-24 16:46
核泵作为一种输送介质的动力装置已经广泛的应用于核设备系统中,而核设备上的装置往往工作在高温高压环境下,在受到大的热负载时,往往会对核泵零部件轴承的寿命造成很大影响,或者直接造成轴承失效,从而引发核事故。因此,为了保证设备热安全,对整个核泵散热系统进行安全设计就显得尤为重要。然而,目前对核泵散热系统的研究很难进行实验检测,同时对散热系统的强化多采用单一方式,并没有形成一套比较完整的核泵散热系统的优化方案,对核泵的热设计不能提供有效的数据支撑。在此背景下,本文以某一型号的立式离心泵为研究对象,做了如下相关内容的分析和计算:（1）介绍核泵相关知识,以及物体传热、散热的原理,和国内外传热计算的相关研究。（2）分析微分法、热阻网络法及数值模拟各自的优缺点,选择适合本文用的热计算方法,介绍热网络法的相关理论及计算方法。（3）利用热阻网络法对整个核泵传热系统建立相应的热模型,得到相应的温度分布,结合核泵的结构特点,提出两种强化散热的方式:其一,对泵轴采取增加散热片的方式来强化散热,分析计算散热片对泵轴系统的散热效果影响。其二,安装风机对轴承支架强制对流散热,分析计算风机对泵轴散热的影响。（4）在保证...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１反应堆用栗??Ｆｉｇ．?１．１?Ｒｅａｃｔｏｒ?ｐｕｍｐ??
核泵结构跟一般工业泵不一样，而且对泵工作稳定性与可靠性的要求较高。??一般工业用栗因为所处的环境并不是很特殊，对泵的要求也并不是很高，因此泵在??设计的时候就只考虑工作性能等一些必须的参数要求即可，比如下图２．１所示的是工业??用普通的离心泵的结构图，从图中我们看出，该泵的泵轴系统只有泵轴、轴承体、以及??联轴器组成，并没有特殊的降温或者减震措施，说明该泵工作时整个栗轴系统的温度并??不会特别高，也不会影响到轴承体的寿命。??序号｜名移１材．?＞料??？?？?？?？?＃?１?Ｗ－?体?ＭＴ２００??Ｐ，?，?／?；?２【１轮膂菜?４５＃铒??３叶轮｜聚全籩乙丙ｆｔ??，?？＝？?４彔体村里ｊ鬌全ｍ乙丙馆???．?丄机对压箋ｉ〗Ｃｒｌ８ｍ町ｉ??ｍ?＝—??ｌｉｌ?６？￥？ｉ１?ｉｒｒ２〇ｏ??图２．?１普通离心泵结构图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｏｒｄｉｎａｒｙ?ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ?ｐｕｍｐ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??－１１?－??
表面密封或轴承预加负荷等应用中产生很大的温升，这使得轴承的使用寿命缩短，也降??低了旋转机的可靠性和稳定性。??如图２．２为反应堆冷却水用泵，从该泵的结构图可以看出，该泵的泵轴系统不仅仅??有泵轴、轴承体、联轴器等一般泵体结构，同时为了降低轴承的温度和保证轴承的温度??安全工作，在泵工作室与轴承之间设置散热器，轴承支架上合理设计散热片结构，风扇??与泵轴同轴线，被安装在联轴器上，外风扇罩为固定在轴承外盖上的滚筒式结构，风扇??的出口与轴承外盖直接连接，构成泵的整体冷却系统。??本课题基于以下背景：ＸＸ泵是事故状态下使用的立式多级离心泵，介质温度７？??１６０°Ｃ，泵房内无冷却水源，泵转速１４８０ｒ／ｍｉｎ。泵在高温状态下，会通过栗轴和轴承体??支架传递热量给轴承体，而要保证轴承体的安全温度在９０°Ｃ以下。??核主泵需要长期在高温、高压和强辐射的环境下安全可靠地运行［５８］。为了保证核泵??（在高温度环境下）的工作稳定性和可靠性
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于热网络法的列车轴箱轴承热分析[J]. 吴伟,余志壮. 机电一体化. 2015(03)
[2]安装形式对轴流式风机性能影响的试验研究[J]. 林美娜,赵薰,王娜娜,江茂旭. 制冷与空调. 2014(04)
[3]基于热阻网络法的电机瞬态温度场分析[J]. 何磊,王心坚,宋国辉. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2014(02)
[4]厌氧发酵反应器一维稳态传热模型的建立与验证[J]. 刘建禹,陈泽兴,李文涛. 农业工程学报. 2012(17)
[5]热阻网络法在轴系温度场求解中的应用[J]. 黄东洋,洪军,张进华,武殿梁,李纯洁. 西安交通大学学报. 2012(05)
[6]热阻网络法在半导体照明光源热分析中的应用[J]. 钱可元,刘洪涛,罗毅. 半导体光电. 2011(02)
[7]电机温升分析研究[J]. 凌文星. 机电技术. 2010(03)
[8]基于热网络的某主轴系统稳态热分析[J]. 刘昌华,骆广进,何卫,胡旭晓. 中国机械工程. 2010(06)
[9]2009年世界核电发展回顾[J]. 丁其华,王海丹. 国外核新闻. 2010(01)
[10]我国核电站核泵现状及国产化前景[J]. 穆丽红,张增强,马俊杰. 水泵技术. 2009(03)
硕士论文
[1]反应堆冷却剂主泵优化设计[D]. 李贵敬.哈尔滨工程大学 2012
[2]基于Fluent软件的大口径蝶阀流场研究[D]. 纪可.东北大学 2011
[3]AP1000核反应堆用冷却剂泵水力模型的设计与研究[D]. 李良.大连理工大学 2010
[4]断电事故下核主泵流动及振动特性研究[D]. 刘夏杰.上海交通大学 2008
[5]数控机床温度测点选取及热误差补偿建模[D]. 罗立辉.福建农林大学 2007
本文编号：2997586
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１反应堆用栗??Ｆｉｇ．?１．１?Ｒｅａｃｔｏｒ?ｐｕｍｐ??
核泵结构跟一般工业泵不一样，而且对泵工作稳定性与可靠性的要求较高。??一般工业用栗因为所处的环境并不是很特殊，对泵的要求也并不是很高，因此泵在??设计的时候就只考虑工作性能等一些必须的参数要求即可，比如下图２．１所示的是工业??用普通的离心泵的结构图，从图中我们看出，该泵的泵轴系统只有泵轴、轴承体、以及??联轴器组成，并没有特殊的降温或者减震措施，说明该泵工作时整个栗轴系统的温度并??不会特别高，也不会影响到轴承体的寿命。??序号｜名移１材．?＞料??？?？?？?？?＃?１?Ｗ－?体?ＭＴ２００??Ｐ，?，?／?；?２【１轮膂菜?４５＃铒??３叶轮｜聚全籩乙丙ｆｔ??，?？＝？?４彔体村里ｊ鬌全ｍ乙丙馆???．?丄机对压箋ｉ〗Ｃｒｌ８ｍ町ｉ??ｍ?＝—??ｌｉｌ?６？￥？ｉ１?ｉｒｒ２〇ｏ??图２．?１普通离心泵结构图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｏｒｄｉｎａｒｙ?ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ?ｐｕｍｐ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??－１１?－??
表面密封或轴承预加负荷等应用中产生很大的温升，这使得轴承的使用寿命缩短，也降??低了旋转机的可靠性和稳定性。??如图２．２为反应堆冷却水用泵，从该泵的结构图可以看出，该泵的泵轴系统不仅仅??有泵轴、轴承体、联轴器等一般泵体结构，同时为了降低轴承的温度和保证轴承的温度??安全工作，在泵工作室与轴承之间设置散热器，轴承支架上合理设计散热片结构，风扇??与泵轴同轴线，被安装在联轴器上，外风扇罩为固定在轴承外盖上的滚筒式结构，风扇??的出口与轴承外盖直接连接，构成泵的整体冷却系统。??本课题基于以下背景：ＸＸ泵是事故状态下使用的立式多级离心泵，介质温度７？??１６０°Ｃ，泵房内无冷却水源，泵转速１４８０ｒ／ｍｉｎ。泵在高温状态下，会通过栗轴和轴承体??支架传递热量给轴承体，而要保证轴承体的安全温度在９０°Ｃ以下。??核主泵需要长期在高温、高压和强辐射的环境下安全可靠地运行［５８］。为了保证核泵??（在高温度环境下）的工作稳定性和可靠性
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于热网络法的列车轴箱轴承热分析[J]. 吴伟,余志壮. 机电一体化. 2015(03)
[2]安装形式对轴流式风机性能影响的试验研究[J]. 林美娜,赵薰,王娜娜,江茂旭. 制冷与空调. 2014(04)
[3]基于热阻网络法的电机瞬态温度场分析[J]. 何磊,王心坚,宋国辉. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2014(02)
[4]厌氧发酵反应器一维稳态传热模型的建立与验证[J]. 刘建禹,陈泽兴,李文涛. 农业工程学报. 2012(17)
[5]热阻网络法在轴系温度场求解中的应用[J]. 黄东洋,洪军,张进华,武殿梁,李纯洁. 西安交通大学学报. 2012(05)
[6]热阻网络法在半导体照明光源热分析中的应用[J]. 钱可元,刘洪涛,罗毅. 半导体光电. 2011(02)
[7]电机温升分析研究[J]. 凌文星. 机电技术. 2010(03)
[8]基于热网络的某主轴系统稳态热分析[J]. 刘昌华,骆广进,何卫,胡旭晓. 中国机械工程. 2010(06)
[9]2009年世界核电发展回顾[J]. 丁其华,王海丹. 国外核新闻. 2010(01)
[10]我国核电站核泵现状及国产化前景[J]. 穆丽红,张增强,马俊杰. 水泵技术. 2009(03)
硕士论文
[1]反应堆冷却剂主泵优化设计[D]. 李贵敬.哈尔滨工程大学 2012
[2]基于Fluent软件的大口径蝶阀流场研究[D]. 纪可.东北大学 2011
[3]AP1000核反应堆用冷却剂泵水力模型的设计与研究[D]. 李良.大连理工大学 2010
[4]断电事故下核主泵流动及振动特性研究[D]. 刘夏杰.上海交通大学 2008
[5]数控机床温度测点选取及热误差补偿建模[D]. 罗立辉.福建农林大学 2007
本文编号：2997586
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