葉輪口環(huán)間隙對(duì)核主泵性能及水動(dòng)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(huì)對(duì)核主泵的水力性能產(chǎn)生較大影響，本文通過CFX軟件對(duì)課題組自主設(shè)計(jì)的CAP1400核主泵水力部件進(jìn)行整機(jī)數(shù)值模擬，獲得核主泵的水力性能及其內(nèi)部流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。分析葉輪口環(huán)間隙尺寸變化對(duì)葉輪所受軸向力、整機(jī)內(nèi)部壓力脈動(dòng)特性及葉片水力載荷分布的影響，進(jìn)而研究核主泵內(nèi)部的水動(dòng)力特性。
　　核主泵長周期運(yùn)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(dǎo)致其水力性能和水動(dòng)力特性的變化。考慮在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(duì)核主泵水力性能和水動(dòng)力特性的影響是目前的研究重點(diǎn)。
　　本文首先分析無口環(huán)間隙的核主泵整機(jī)內(nèi)部流動(dòng)結(jié)構(gòu)和水動(dòng)力特性，其次通過不同口環(huán)間隙尺寸下整機(jī)水力部件的全流道數(shù)值計(jì)算，比對(duì)分析口環(huán)間隙變化對(duì)核主泵的水力性能及流場(chǎng)分布、葉輪所受軸向力和水動(dòng)力特性的影響。研究

3、發(fā)現(xiàn)，(1)考慮葉輪口環(huán)間隙會(huì)導(dǎo)致核主泵整機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)效率降低1％，揚(yáng)程降低1.7％，并且隨口環(huán)間隙尺寸增大，整機(jī)效率及揚(yáng)程逐漸減小，葉輪進(jìn)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(huì)使葉輪前腔的泄漏量逐漸增加，進(jìn)而導(dǎo)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(jìn)口;(3)設(shè)計(jì)條件下口環(huán)間隙的存在及尺寸變化對(duì)導(dǎo)葉葉片水力載荷的整體分布影響不大，對(duì)葉輪葉片中部水力載荷影響最大在8％