葉輪口環(huán)間隙對核主泵性能及水動力特性影響.pdf

1、葉輪口環(huán)間隙結(jié)構(gòu)的存在與改變會對核主泵的水力性能產(chǎn)生較大影響，本文通過CFX軟件對課題組自主設計的CAP1400核主泵水力部件進行整機數(shù)值模擬，獲得核主泵的水力性能及其內(nèi)部流場結(jié)構(gòu)，并結(jié)合實驗對比驗證數(shù)值模擬的準確性。分析葉輪口環(huán)間隙尺寸變化對葉輪所受軸向力、整機內(nèi)部壓力脈動特性及葉片水力載荷分布的影響，進而研究核主泵內(nèi)部的水動力特性。
　　核主泵長周期運行過程中，由于高溫環(huán)境產(chǎn)生的熱變形、高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力和軸承磨損等綜合因素

2、的影響，使核主泵葉輪口環(huán)間隙的尺寸發(fā)生改變，從而導致其水力性能和水動力特性的變化?？紤]在290℃高溫環(huán)境下葉輪口環(huán)間隙熱變形及長周期軸承磨損的共同影響，分析口環(huán)間隙尺寸變化對核主泵水力性能和水動力特性的影響是目前的研究重點。
　　本文首先分析無口環(huán)間隙的核主泵整機內(nèi)部流動結(jié)構(gòu)和水動力特性，其次通過不同口環(huán)間隙尺寸下整機水力部件的全流道數(shù)值計算，比對分析口環(huán)間隙變化對核主泵的水力性能及流場分布、葉輪所受軸向力和水動力特性的影響。研究

3、發(fā)現(xiàn)，(1)考慮葉輪口環(huán)間隙會導致核主泵整機設計點效率降低1％，揚程降低1.7％，并且隨口環(huán)間隙尺寸增大，整機效率及揚程逐漸減小，葉輪進口處渦量增大，二次流沖擊造成的水力損失增加;(2)口環(huán)間隙的增大會使葉輪前腔的泄漏量逐漸增加，進而導致葉輪前蓋板處軸向力減小5％左右，使得葉輪軸向力增大2.4％-4.5％，方向指向葉輪進口;(3)設計條件下口環(huán)間隙的存在及尺寸變化對導葉葉片水力載荷的整體分布影響不大，對葉輪葉片中部水力載荷影響最大在8％