核主泵环形压水室内流特性研究

发布时间：2022-12-11 10:23

　　在核电站中,反应堆冷却剂循环泵（又称核主泵）是核岛的心脏,是核岛中唯一高速旋转的设备,其性能及稳定性直接影响核电站的发电能力和安全。核主泵主要由叶轮、导叶和环形压水室三大过流部件组成,其中环形压水室内部流动复杂且目前对其研究较少。本文以AP1000核主泵模型泵为研究对象,采用数值模拟方法对其内部流动进行全三维数值计算,得到了环形压水室内部流动规律。主要研究内容分为以下3个部分:1.核主泵环形压水室内部流动稳态特性研究了不同流量下环形压水室内部流动稳态特性。结果表明,环形压水室内水力损失与流量成非线性关系。环形压水室环形流域内流量沿主流方向逐渐增加,但在出口扩散管随工况不同其流量变化规律不同。随着流量增加,环形压水室内湍动能整体上呈现出先减小后增加的变化规律。不同工况下,右侧隔舌附近漩涡强度的变化导致环形压水室内部流场发生变化,进而影响了环形压水室内流量变化规律。2.隔舌圆角对环形压水室内流特性的影响研究了隔舌圆角对环形压水室内流特性的影响。结果表明,隔舌圆角对环形压水室性能有一定影响,但对叶轮性能和导叶性能几乎没有影响。在设计工况下,存在最优隔舌圆角使得环形压水室性能最优。环形压水室湍... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究的主要内容
    1.4 课题来源
    1.5 本章小结
    1.6 创新点
第2章 核主泵内部流动的数值计算方法与试验验证
    2.1 计算模型描述
    2.2 模型泵基本参数
    2.3 数值计算方法
        2.3.1 流动控制方程
        2.3.2 湍流模型
        2.3.3 边界条件
        2.3.4 求解控制
        2.3.5 收敛依据
    2.4 网格划分和网格无关性验证
    2.5 试验验证
        2.5.1 性能预测方法
        2.5.2 试验对比
    2.6 本章小结
第3章 核主泵环形压水室内部流动稳态特征
    3.1 计算模型
    3.2 环形压水室水力损失曲线
    3.3 环形压水室内压力变化规律
        3.3.1 环形压水室内静压变化规律
        3.3.2 环形压水室内动压变化规律
        3.3.3 环形压水室内全压变化规律
    3.4 环形压水室内流量变化规律
    3.5 环形压水室内速度场变化规律
    3.6 环形压水室内湍动能变化规律
    3.7 环形压水室内流场变化规律
    3.8 本章小结
第4章 隔舌圆角对环形压水室流动特性的影响
    4.1 计算模型
    4.2 隔舌圆角对性能的影响
        4.2.1 隔舌圆角对泵性能的影响
        4.2.2 隔舌圆角对叶轮性能的影响
        4.2.3 隔舌圆角对导叶、环形压水室损失的影响
    4.3 不同隔舌圆角下环形压水室压力分析
        4.3.1 不同隔舌圆角下对环形压水室静压分析
        4.3.2 不同隔舌圆角下对环形压水室动压分析
        4.3.3 不同隔舌圆角下对环形压水室全压分析
    4.4 不同隔舌圆角下环形压水室湍动能分析
    4.5 不同隔舌圆角下环形压水室流线分析
    4.6 本章小结
第5章 导叶周向位置对环形压水室内流特性的影响
    5.1 计算模型
    5.2 导叶周向安放位置对环形压水室性能的影响
    5.3 导叶周向安放位置对环形压水室内压力分布的影响
        5.3.1 导叶周向安放位置对环形压水室内静压分布的影响
        5.3.2 导叶周向安放位置对环形压水室内动压分布的影响
        5.3.3 导叶周向安放位置对环形压水室内全压分布的影响
    5.4 导叶周向安放位置对环形压水室内湍动能分布的影响
    5.5 导叶周向安放位置对环形压水室内流量变化规律的影响
    5.6 导叶周向安放位置对环形压水室内速度场分布的影响
    5.7 导叶周向安放位置对环形压水室内流场分布的影响
    5.8 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文和成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于正交试验的核主泵导叶水力性能数值优化[J]. 王秀勇,黎义斌,齐亚楠,杨从新.  原子能科学技术. 2015(12)
[2]空化模型热力学修正的核主泵空化研究[J]. 付强,曹梁,朱荣生,王秀礼.  核动力工程. 2015(06)
[3]蜗壳不同心度对核主泵瞬态水动力特性研究[J]. 王鹏,袁寿其,王秀礼,周帮伦,卢加兴.  振动与冲击. 2015(22)
[4]转速对AP1000核主泵水力性能影响的试验研究[J]. 蒲道林.  机械设计与制造. 2015(11)
[5]导叶周向布置位置对核主泵性能的影响[J]. 杨从新,贾程莉,程效锐,兰小刚.  兰州理工大学学报. 2015(05)
[6]AP1000核主泵的优化设计及试验研究[J]. 付强,习毅,朱荣生,王秀礼.  原子能科学技术. 2015(09)
[7]核主泵叶轮与导叶叶片数匹配规律的数值优化[J]. 杨从新,齐亚楠,黎义斌,王秀勇,程效锐.  机械工程学报. 2015(15)
[8]离心泵压水室断面面积对内部流场影响[J]. 余伟平,余敏.  农业装备与车辆工程. 2015(06)
[9]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)
[10]大流量工况下核主泵内部不稳定特性分析[J]. 王鹏,袁寿其,王秀礼,周帮伦,李贵东.  振动与冲击. 2015(09)



本文编号：3718610