| 题名 | 动静叶栅间隙对核主泵性能的影响研究 |
| 作者 | 魏彦强 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 程效锐 |
| 关键词 | 核主泵 动静叶栅 内流特性 动静干涉 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 在现阶段能源需求保持较高增长的前提下,核能的开发及利用在工业生产生活中的地位日益突出,其中核电有着其他能源不能替代的优势。在核电站中,核主泵是反应堆中唯一高速旋转的设备,其运行稳定性直接影响核电站的安全,性能决定了发电能力,因此被称为核岛的心脏。因而研究性能优良的核主泵水力模型以提高核主泵在实际应用中的效率有很大的意义。为了提高核主泵水力性能,本文以一台比转速为388的缩比系数为0.4核主泵模型泵为研究对象,通过数值计算,并结合相关试验数据深入研究了核主泵内部流动及能量转换特性,以及动静叶栅间隙对模型泵性能、内部流场、能量转换和压力脉动的影响规律,为后续核主泵的优化设计提供有效参考。主要研究内容与所得结论如下:1.核主泵内部流动特性及能量转换特性分析研究了不同工况下核主泵导叶和环形压水室内的能量损失及叶轮、导叶和压水室的内部流场变化,并分析了叶轮、导叶0.5lspan流面中间流线进口到出口的压力的变化规律。结果表明,随着流量的增加,导叶内的静压回收呈现先增大后减小的变化趋势,总压损失呈现出先减小后增大的变化趋势,环形压水室的损失呈现出逐渐增大的变化趋势。叶轮内液流速度较高区域始终集中于叶轮叶片背面,液流低速区主要分布于叶轮叶片工作面位置附近,小流量工况下叶轮流道内液流速度梯度较大,大流量下液流速度梯度减小。叶轮叶片进口处流体压力最小,随着叶轮进口到出口中间流线位置的变化,压力呈线性逐渐均匀增大,叶轮叶片进口处工作面压力随流量的增大逐渐减小。2.动静叶栅间隙对核主泵水力性能的影响研究了5种不同动静叶栅间隙对核主泵水力性能以及内部流场结构的影响,进而获得叶轮与导叶最佳间隙匹配位置。结果表明:设计工况下动静叶栅间隙d对泵的扬程和效率影响较大,对叶轮扬程和效率影响比泵整机的要小,对导叶和压水室内水力损失影响都较大;间隙取不同值时,叶轮出口各点的相对速度有相同的变化趋势,相对速度从前盖板流线到后盖板流线基本呈单调递减趋势,总体上间隙d=8.5mm时叶轮出口相对速度变化最平缓;导叶进口各点的相对速度变化趋势与叶轮出口相对速度趋势一致,都呈单调递减趋势,间隙变化对导叶进口相对速度影响更加明显。间隙的改变使得叶轮进口到环形压水室出口的压力分布不尽相同。流体从导叶流出到压水室出口的过程中,流体在隔舌附近分流时分流点位置与间隙的大小有关,间隙d=8.5mm时流体的流动状况最好。综上所述,间隙在d=8.5mm附近时模型泵的性能最优。3.动静叶栅间隙对核主泵动静干涉的影响研究了非定常状态下叶轮叶片工作面及背面压力脉动的变化及动静叶栅间隙对叶轮出口,叶轮-导叶间隙和导叶进口压力脉动的影响规律。得到以下结论:在叶轮旋转一周内(约为0.041s),叶轮叶片工作面和背面压力出现5次波峰波谷,与叶轮叶片数相同,沿叶轮叶片进口到出口,压力脉动逐渐减小,压力脉动最大幅值出现在叶轮叶片工作面进口截面。动静叶栅间隙处周向布置的四个测点的压力变化都具有明显的周期性;压力波动主要由主波动和次波动两部分构成,其中一个旋转周期内主波动数为5,次波动数为1~3。随着动静叶栅间隙的增大,叶轮出口处压力分布规律基本相同,间隙处压力脉动呈周期性变化,当间隙为13.5mm时四个监测点处的脉动能量幅值在各个倍频处均为最小,导叶进口处压力的变化与叶轮出口及间隙处的类似。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 68 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/93558]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 魏彦强. 动静叶栅间隙对核主泵性能的影响研究[D]. 2018. |
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