高温高压泵改进设计及可靠性分析

发布时间：2023-04-01 11:20

　　随着泵技术的发展,高质量、高性能的特殊用泵的研究越来越受重视,核电能源的持续发展使核电用泵的研究显得尤为重要。在核电站的常规岛凝结水系统中存在着各种各样的泵,由于泵的各部件都工作在高温高压的环境中,这对泵的运行安全性提出了更高的要求。本文以常规岛凝结水高温高压泵为研究对象,根据企业的要求,并参考其他相似泵的设计,对高温高压泵的结构进行了改进设计与分析。首先,根据特定的流量和扬程等参数,确定了泵的主要参数及叶轮的形状尺寸,为核电泵整体结构尺寸的确定提供了理论依据。由于高温高压环境下对核电泵安全运行的高要求,普通毛坯件铸造或焊接的离心泵泵体的性能与质量均较低,故本文的泵体采用不锈钢材料锻造成型。泵的进出口法兰的存在会影响泵体的切削加工性能,故将泵体设计为回转体并设计了非标准法兰。设计内容主要包括对出口法兰盘、垫片、螺栓、泵体的选材及承载能力进行计算分析,及对高温高压环境下螺栓的应力松弛分析,设计了法兰螺栓联接的整体结构。然后,运用SolidWorks为高温高压泵建立了三维模型,为零部件的仿真分析做好准备。其次,对泵进出口法兰螺栓、底座固定螺栓及泵轴等主要结构进行了强度计算,以保证泵的强度要...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 国内外发展现状
    1.3 论文的主要研究内容
        1.3.1 高温高压泵的技术要求
        1.3.2 主要内容
        1.3.3 创新点及研究意义
第二章 泵的主要参数及结构设计
    2.1 泵主要参数的确定
        2.1.1 汽蚀余量的确定
        2.1.2 泵比转速的确定
        2.1.3 泵效率及电机功率的确定
    2.2 泵的总体设计
    2.3 叶轮结构设计
        2.3.1 叶轮轮毂直径的确定
        2.3.2 速度系数法计算叶轮主要尺寸
    2.4 泵体出口螺栓联接法兰的改进设计
        2.4.1 垫片设计
        2.4.2 螺栓设计
        2.4.3 法兰设计
        2.4.4 泵体出口联接螺纹孔设计
    2.5 法兰螺栓的高温应力松弛
        2.5.1 法兰螺栓高温应力松弛理论
        2.5.2 螺栓蠕变的有限元分析
    2.6 泵的三维建模
        2.6.1 泵体法兰系统的三维建模
        2.6.2 转子动力系统的三维建模
        2.6.3 整体结构的三维建模
    2.7 本章小结
第三章 强度计算及静力学分析
    3.1 螺栓强度计算
        3.1.1 进出口法兰螺栓的承载能力计算
        3.1.2 底座连接螺栓的强度计算
    3.2 底座的承载能力计算
    3.3 泵轴的强度计算
    3.4 静力学分析
        3.4.1 泵轴的静力学分析
        3.4.2 泵轴的疲劳分析
        3.4.3 泵体的静力学分析
        3.4.4 泵底座的静力学分析
    3.5 本章小结
第四章 模态分析和抗震性分析
    4.1 泵关键零件的模态分析
        4.1.1 转子动力学分析
        4.1.2 泵体法兰系统的模态分析
    4.2 泵抗震性分析
        4.2.1 基于ANSYS的泵抗震分析
        4.2.2 模态分析
        4.2.3 响应谱分析
    4.3 本章小结
第五章 可靠性分析
    5.1 泵零部件的失效机理分析
    5.2 泵可靠性分析
        5.2.1 可靠性分析的基本理论
        5.2.2 螺栓可靠性分析与优化设计
        5.2.3 法兰可靠性分析与优化设计
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3777050