四代熔盐核主泵模型泵水力性能优化及试验

发布时间：2021-11-27 02:35

　　熔盐堆是第四代核反应堆的堆型之一,核反应堆冷却剂主循环泵（核主泵）作为一回路主系统中唯一高速旋转的设备,被喻为核电站的“心脏”。熔盐核主泵与一般的水泵不同,在设计时需要考虑高温熔盐的物理性质、水力要求以及运行工况,这给熔盐泵的设计提出了更高的要求。水力模型泵的设计和试验研究是进行熔盐泵真机研究的前提保障,因此本文对一台四代熔盐核主泵模型泵进行了数值模拟、试验和水力性能优化,以期为我国四代熔盐核主泵的设计提供技术积累。本文的主要研究工作和成果如下:1.总结了核电的发展趋势,以及离心泵的压力脉动、径向力、轴向力和振动噪声的研究现状。2.基于CFD对熔盐核主泵模型泵进行了全流场非定常数值计算,并对不同工况泵的外特性、内流场、径向力和压力脉动进行了分析。结果表明:计算的效率为73.22%,扬程为16.11m。导叶和环形蜗室的压力分布矢量为六角星状（导叶叶片数为6）,且由5条（叶轮叶片数为5）基本重合的曲线组成,但其在四个象限中的分布不均匀;导叶不同流道内同一位置测点的压力脉动规律相同,越靠近导叶进口的测点波动越剧烈;环形蜗室关于导叶中心线对称的测点的压力脉动规律相同。3.试制熔盐核主泵模型泵,... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 四代熔盐堆的研究现状
        1.2.2 核主泵的研究现状
        1.2.3 离心泵压力脉动和径向力研究现状
        1.2.4 离心泵轴向力研究现状
        1.2.5 离心泵振动噪声研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 熔盐核主泵模型泵数值模拟
    2.1 计算域的几何建模与网格划分
        2.1.1 几何建模
        2.1.2 网格划分及网格相关性分析
    2.2 CFX数值模拟方法
        2.2.1 湍流模型适用性
        2.2.2 边界条件设置
        2.2.3 公式设置
        2.2.4 非定常设置
    2.3 数值计算结果分析
        2.3.1 外特性分析
        2.3.2 内流场分析
        2.3.3 径向力分析
        2.3.4 压力脉动分析
    2.4 本章小结
第三章 熔盐核主泵模型泵的试验测试
    3.1 试验对象
    3.2 试验台与试验装置
        3.2.1 试验台
        3.2.2 试验装置
    3.3 试验测点布置
        3.3.1 压力脉动测点布置
        3.3.2 振动测点布置
        3.3.3 噪声测点布置
    3.4 试验内容及试验步骤
        3.4.1 试验内容
        3.4.2 试验步骤
    3.5 试验结果与分析
        3.5.1 外特性分析
        3.5.2 汽蚀试验分析
        3.5.3 压力脉动试验分析
        3.5.4 振动试验分析
        3.5.5 噪声试验分析
    3.6 本章小结
第四章 熔盐核主泵模型泵水力性能优化
    4.1 优化方案
        4.1.1 问题分析
        4.1.2 优化方案
    4.2 数值计算结果分析
        4.2.1 外特性对比分析
        4.2.2 内流场分析
        4.2.3 轴向力对比分析
        4.2.4 径向力对比分析
        4.2.5 压力脉动对比分析
    4.3 试验验证
        4.3.1 优化前后外特性试验对比分析
        4.3.2 典型测点的压力脉动对比分析
        4.3.3 典型测点的振动对比分析
        4.3.4 汽蚀特性对比分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文主要工作总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果
    一、参加科研项目
    二、发表论文及专利


【参考文献】：
期刊论文
[1]叶片出口段形状对混流式核主泵叶轮能量性能影响[J]. 杨敏官,张永超,周志伟,王震,高波.  哈尔滨工程大学学报. 2017(02)
[2]混流式核主泵叶轮叶片厚度分布规律对能量性能的影响[J]. 杨敏官,李玉婷,倪丹,李长军.  流体机械. 2016(09)
[3]安全壳喷淋泵转子系统热冲击特性分析[J]. 王凯,王文博,刘厚林,丁荣,郭豹.  原子能科学技术. 2016(07)
[4]AP1000核主泵排气过渡工况下瞬态流动特性研究[J]. 朱荣生,邢树兵,付强,李天斌,王秀礼.  原子能科学技术. 2016(06)
[5]高温熔盐泵的模态计算与分析[J]. 郭豹,刘厚林,王纳秀,王凯,吴贤芳.  流体机械. 2016(03)
[6]分流叶片长度对离心泵压力脉动及径向力的影响[J]. 柯强,刘小兵,曾永忠.  中国农村水利水电. 2016(03)
[7]离心泵轴向力计算方法研究与试验验证[J]. 刘在伦,曾继来,邵安灿,吴新瑞.  排灌机械工程学报. 2015(12)
[8]AP1000屏蔽式主泵倒转运行分析[J]. 赵孟杰.  中国高新技术企业. 2015(18)
[9]AP1000主泵制造工艺及监造[J]. 顾健,郭鹏.  科技创新与应用. 2015(17)
[10]叶片厚度对混流式核主泵叶轮能量性能影响研究[J]. 杨敏官,陆胜,高波,王达,王俊.  流体机械. 2015(05)

博士论文
[1]水力机械内部复杂流动的数值研究与性能预测[D]. 郭鹏程.西安理工大学 2006

硕士论文
[1]ACP1000核设备冷却水泵振动噪声研究[D]. 夏勇.江苏大学 2016
[2]高温熔盐泵设计及可靠性分析[D]. 郭豹.江苏大学 2016
[3]AP1000核主泵高效水力模型设计与性能研究[D]. 沈飞.大连理工大学 2012
[4]离心泵振动噪声分析及声优化设计研究[D]. 叶建平.武汉理工大学 2006



本文编号：3521403