AP1000余熱排出泵的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、當(dāng)今，三代AP1000核電商用機(jī)組的建設(shè)在中國已大規(guī)模展開。而AP1000機(jī)組配套的余熱排出泵設(shè)備尚依賴進(jìn)口。針對這種情況，本文開展了AP1000余熱排出泵的設(shè)計(jì)、制造及試驗(yàn)方面的研究。主要工作如下:
　　 1)對該泵的水力模型進(jìn)行了設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。導(dǎo)入了低比轉(zhuǎn)速泵的加大流量設(shè)計(jì)法及葉輪的多工況設(shè)計(jì)法，同時(shí)就控制能量曲線的陡斜性及提高汽蝕性能兩個(gè)方面做了針對性研究。利用ANSYS-CFX軟件對水力模型設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了內(nèi)流場的CFD數(shù)值

2、計(jì)算模擬，得到了性能預(yù)測結(jié)果。最后用一臺1∶1大小的水力模型泵進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的試驗(yàn)驗(yàn)證，獲得了符合研制任務(wù)書要求的優(yōu)秀水力模型。
　　 2)對AP1000余熱排出泵總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案做了簡要介紹，闡述了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各方面特點(diǎn)及先進(jìn)性。針對AP1000余熱排出泵軸系支點(diǎn)的布置方案，提出了加長葉輪前密封環(huán)作為轉(zhuǎn)子的水導(dǎo)軸承支撐點(diǎn)的設(shè)計(jì)思路，并從結(jié)構(gòu)、參數(shù)、材料等幾個(gè)方面概述了該類水導(dǎo)軸承的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
　　 3)通過對AP100

3、0余熱排出泵軸向力的計(jì)算以及對葉輪平衡孔的設(shè)計(jì)計(jì)算過程，探討了在泵進(jìn)口壓力變化的條件下，合理的平衡孔設(shè)計(jì)方法，以及對軸承運(yùn)行及壽命產(chǎn)生的影響。并用運(yùn)行試驗(yàn)中軸承溫升的監(jiān)測結(jié)果來驗(yàn)證上述設(shè)計(jì)思路。
　　 4)介紹了AP1000余熱排出泵軸封系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)及技術(shù)方案，說明了機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)形式及材料選用，提出了機(jī)械密封設(shè)計(jì)中一些主要?jiǎng)恿W(xué)參數(shù)的計(jì)算方法，并對機(jī)械密封動環(huán)、靜環(huán)進(jìn)行了有限元分析。針對密封沖洗量及熱交換器的設(shè)計(jì)選型提出了一

4、些方法，并通過對不同的密封泵送方案與熱交換器形式分別組合進(jìn)行對比試驗(yàn)來分析驗(yàn)證各配對方案的可靠性。
　　 5)依據(jù)ASME規(guī)范的相關(guān)要求對AP1000余熱排出泵的承壓部件，尤其是泵體與泵蓋，做了強(qiáng)度計(jì)算，確定了關(guān)鍵承壓部件的壁厚。經(jīng)過ANSYS有限元分析計(jì)算，得到承壓部件在各載荷組合疊加條件下的膜應(yīng)力和彎應(yīng)力。并用ASME規(guī)范的相關(guān)評定準(zhǔn)則來驗(yàn)收，均獲得通過。還介紹了在超壓工況條件下，泵體與泵蓋有限元分析及泄漏量計(jì)算的結(jié)果。