主管道管径对主泵性能的影响分析
发布时间：2021-09-23 01:06
针对压水堆核主泵及其2种不同的主管道冷段管径配置方案,将核主泵与主管道组合建立三维模型,采用六面体结构化网格划分并进行了整个流动区域的非定常流动特性数值计算,得出了不同的主管道冷段配置方案下泵内及管道内的非定常压力脉动特性。分析结果表明:增加冷段管径使主泵本身效率降低,但由于相接的冷段管径增大使水力损失降低,整个系统效率提高了1.3%;配置较大管径冷段可以明显降低过渡段的压力脉动幅值;2种冷段管径方案的泵内导叶入口位置和压水室内的压力脉动幅值差别较小,冷段内压力脉动幅值也较小,且均呈现出无周期和无规律特性;配置较大管径冷段会使轴向力脉动幅值略有降低。
【文章来源】：核动力工程. 2020,41(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
主管道和主泵组合模型
王岩等：主管道管径对主泵性能的影响分析127a系统计算域b导叶图2压力监测点布置图Fig.2LayoutofPressureMonitoringPointsdyrk、dyck、yss—泵内部截面监测点。在压水室内部，以压水室的水平中截面为监测面，取3个不同半径的圆，圆与坐标轴的交点作为监测点，分别位于0°、90°、180°和270°（1对应0°，2对应90°，3对应180°，4对应270°），压水室内共设置12个监测点。3性能预测和流场分析主泵与过渡段和冷段组合的性能预测结果如表1所示。在组合模型计算中，计算主泵性能参数所选取的截面与单独计算主泵（单一主泵计算模型不包含过渡段和冷段）性能时所用的截面完全相同，以揭示主管道对主泵性能的影响。根据表1可知，在过渡段和冷段中均存在一定的水力损失，其中过渡段的水力损失占泵总输出能量的1.25%左右，过渡段的水力损失的大小与冷段管径的变化基本无关，而冷段的水力损失随管径的变化有明显的不同，当冷段直径为Φ698mm时，水力损失较大，占泵总输出能量的3.3%；当冷段直径为Φ787mm时，水力损失降低明显，水力损失占泵总输出能量的1.4%左右，与过渡段接近，但管道和泵系统效率比管径增大前高出1.3%。图3为3种组合模型中主泵的性能曲线。在0~1500m3/h（0.6Qd）流量范围内，冷段管径的增大使主泵的扬程明显提高，并使轴功率明显增大。在1500~24680m3/h（Qd）流量范围内，主管道对主泵的性能影响相对较小，扬程、轴功率和效率变化不大。当流量大于Qd时，冷段管径的增大使泵的扬程、轴功率和效率都略有降低。图4为2种组合模型的系统性能曲线。在设计工况点附近，即在（0.8~1.2）Qd流量范围内，增大主管道冷段管径可使系统的扬程和轴功率增大，系统效率明显提?
计算主泵（单一主泵计算模型不包含过渡段和冷段）性能时所用的截面完全相同，以揭示主管道对主泵性能的影响。根据表1可知，在过渡段和冷段中均存在一定的水力损失，其中过渡段的水力损失占泵总输出能量的1.25%左右，过渡段的水力损失的大小与冷段管径的变化基本无关，而冷段的水力损失随管径的变化有明显的不同，当冷段直径为Φ698mm时，水力损失较大，占泵总输出能量的3.3%；当冷段直径为Φ787mm时，水力损失降低明显，水力损失占泵总输出能量的1.4%左右，与过渡段接近，但管道和泵系统效率比管径增大前高出1.3%。图3为3种组合模型中主泵的性能曲线。在0~1500m3/h（0.6Qd）流量范围内，冷段管径的增大使主泵的扬程明显提高，并使轴功率明显增大。在1500~24680m3/h（Qd）流量范围内，主管道对主泵的性能影响相对较小，扬程、轴功率和效率变化不大。当流量大于Qd时，冷段管径的增大使泵的扬程、轴功率和效率都略有降低。图4为2种组合模型的系统性能曲线。在设计工况点附近，即在（0.8~1.2）Qd流量范围内，增大主管道冷段管径可使系统的扬程和轴功率增大，系统效率明显提高。图3主泵性能曲线Fig.3PerformanceCurveofPrimaryPump表1设计工况点各组合模型性能预测结果Table1PerformancePredictionResultsofEachCombinationModelatDesignWorkingPoint序号组合模型扬程/m轴功率/kW效率/%叶轮水力效率/%叶轮扬程/m导叶水力损失/m压水室水力损失/m过渡段水力损失/m冷段水力主泵组合模型主泵组合模型损失/m1单一主泵105.46—6308.61983.73—91.89115.734.096.56——2组合模型1（主泵+方案1）107.67102.886379.85484.5380.7692.62117.974.046.261.253.533组合模型2?
本文编号：3404720
【文章来源】：核动力工程. 2020,41(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
主管道和主泵组合模型
王岩等：主管道管径对主泵性能的影响分析127a系统计算域b导叶图2压力监测点布置图Fig.2LayoutofPressureMonitoringPointsdyrk、dyck、yss—泵内部截面监测点。在压水室内部，以压水室的水平中截面为监测面，取3个不同半径的圆，圆与坐标轴的交点作为监测点，分别位于0°、90°、180°和270°（1对应0°，2对应90°，3对应180°，4对应270°），压水室内共设置12个监测点。3性能预测和流场分析主泵与过渡段和冷段组合的性能预测结果如表1所示。在组合模型计算中，计算主泵性能参数所选取的截面与单独计算主泵（单一主泵计算模型不包含过渡段和冷段）性能时所用的截面完全相同，以揭示主管道对主泵性能的影响。根据表1可知，在过渡段和冷段中均存在一定的水力损失，其中过渡段的水力损失占泵总输出能量的1.25%左右，过渡段的水力损失的大小与冷段管径的变化基本无关，而冷段的水力损失随管径的变化有明显的不同，当冷段直径为Φ698mm时，水力损失较大，占泵总输出能量的3.3%；当冷段直径为Φ787mm时，水力损失降低明显，水力损失占泵总输出能量的1.4%左右，与过渡段接近，但管道和泵系统效率比管径增大前高出1.3%。图3为3种组合模型中主泵的性能曲线。在0~1500m3/h（0.6Qd）流量范围内，冷段管径的增大使主泵的扬程明显提高，并使轴功率明显增大。在1500~24680m3/h（Qd）流量范围内，主管道对主泵的性能影响相对较小，扬程、轴功率和效率变化不大。当流量大于Qd时，冷段管径的增大使泵的扬程、轴功率和效率都略有降低。图4为2种组合模型的系统性能曲线。在设计工况点附近，即在（0.8~1.2）Qd流量范围内，增大主管道冷段管径可使系统的扬程和轴功率增大，系统效率明显提?
计算主泵（单一主泵计算模型不包含过渡段和冷段）性能时所用的截面完全相同，以揭示主管道对主泵性能的影响。根据表1可知，在过渡段和冷段中均存在一定的水力损失，其中过渡段的水力损失占泵总输出能量的1.25%左右，过渡段的水力损失的大小与冷段管径的变化基本无关，而冷段的水力损失随管径的变化有明显的不同，当冷段直径为Φ698mm时，水力损失较大，占泵总输出能量的3.3%；当冷段直径为Φ787mm时，水力损失降低明显，水力损失占泵总输出能量的1.4%左右，与过渡段接近，但管道和泵系统效率比管径增大前高出1.3%。图3为3种组合模型中主泵的性能曲线。在0~1500m3/h（0.6Qd）流量范围内，冷段管径的增大使主泵的扬程明显提高，并使轴功率明显增大。在1500~24680m3/h（Qd）流量范围内，主管道对主泵的性能影响相对较小，扬程、轴功率和效率变化不大。当流量大于Qd时，冷段管径的增大使泵的扬程、轴功率和效率都略有降低。图4为2种组合模型的系统性能曲线。在设计工况点附近，即在（0.8~1.2）Qd流量范围内，增大主管道冷段管径可使系统的扬程和轴功率增大，系统效率明显提高。图3主泵性能曲线Fig.3PerformanceCurveofPrimaryPump表1设计工况点各组合模型性能预测结果Table1PerformancePredictionResultsofEachCombinationModelatDesignWorkingPoint序号组合模型扬程/m轴功率/kW效率/%叶轮水力效率/%叶轮扬程/m导叶水力损失/m压水室水力损失/m过渡段水力损失/m冷段水力主泵组合模型主泵组合模型损失/m1单一主泵105.46—6308.61983.73—91.89115.734.096.56——2组合模型1（主泵+方案1）107.67102.886379.85484.5380.7692.62117.974.046.261.253.533组合模型2?
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