一種核主泵極大流量水力設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種核主泵極大流量水力設(shè)計(jì)方法，特別涉及失水事故下核主泵具有極大效率的設(shè)計(jì)方法。利用以下關(guān)系式來(lái)確定葉輪的主要幾何參數(shù)，主要包括：葉輪出口安放角，葉輪出口寬度，輪出口直徑，第八斷面等。用本發(fā)明設(shè)計(jì)的葉輪不僅改善了葉輪內(nèi)的流動(dòng)情況，同時(shí)提高了核主泵的性能和運(yùn)行可靠性。
【專利說明】一種核主泵極大流量水力設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種核主泵極大流量水力設(shè)計(jì)方法，特別涉及失水事故下核主泵具有極大效率的設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]核電站一回路反應(yīng)堆冷卻劑循環(huán)泵簡(jiǎn)稱核主泵，是反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)(RCP)的重要組成部分，是核島反應(yīng)堆一回路壓力邊界重要組成部分，屬于核安全I(xiàn)級(jí)設(shè)備。核反應(yīng)堆冷卻劑泵運(yùn)行時(shí)具有大流量、高揚(yáng)程、高抗汽蝕要求等特點(diǎn)，同時(shí)還要滿足熱沖擊和抗震等安全性要求，其設(shè)計(jì)技術(shù)難度大。特別是在失水事故下保證流量偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)不遠(yuǎn)的同時(shí)具有極大效率且能很好的運(yùn)行而冷卻堆芯；傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中葉片出口角的選擇具有盲目性，對(duì)影響失水事故下核主泵水力性能的重要參數(shù)葉片出口角
β比轉(zhuǎn)速等不能很好的控制，因此提出對(duì)核主泵在失水事故下極大效率設(shè)計(jì)方法相當(dāng)有必要。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)核主泵的水力設(shè)計(jì)方法，仍然以速度系數(shù)法和相似設(shè)計(jì)理論為主，多采用理論與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法。速度系數(shù)法是一種基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，它簡(jiǎn)化了流體在葉輪內(nèi)的流動(dòng)，形成所謂的一元、二元設(shè)計(jì)法，此設(shè)計(jì)法簡(jiǎn)便、可靠、實(shí)用、迅速，至今仍是水泵設(shè)計(jì)最為常用、最為有效的方法。但此方法對(duì)于經(jīng)驗(yàn)較少的設(shè)計(jì)人員不適用，設(shè)計(jì)結(jié)果會(huì)存在很大偏差，沒有針對(duì)核主泵在失水事故下具有極大效率進(jìn)行考慮，造成核主泵的性能和可靠性偏低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有核主泵在失水事故下具有極大效率水力設(shè)計(jì)方法上的不足，本發(fā)明提供了一種核主泵在失水事故下具有極大效率的水力設(shè)計(jì)方法。利用以下幾個(gè)關(guān)系式來(lái)確定
葉輪的主要幾何參數(shù)，主要包括:葉輪進(jìn)口安放角A，葉輪出口安放角乓葉輪出口寬度&，葉輪出口直徑D2，輪轂直徑^以及第八斷面9等達(dá)到水利設(shè)計(jì)要求。滿足以下的參數(shù)約束方程組，我們可以確定核主泵在失水事故下設(shè)計(jì)的額定流量點(diǎn)&附近有最大效率點(diǎn)？7
，且在1.1 β左右的軸功率達(dá)到最大^皿。本發(fā)明設(shè)計(jì)方法不僅改善了氣液兩相下核主泵
內(nèi)的流動(dòng)情況，同時(shí)提高了核主泵在失水事故下的效率。實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案:
1.目標(biāo)函數(shù)的確定:
【權(quán)利要求】
1.一種核主泵極大流量水力設(shè)計(jì)方法，其特征在于，確定葉輪的幾何參數(shù):葉輪進(jìn)口安放角圮，葉輪出口安放角乓葉輪出口寬度&，葉輪出口直徑a,，輪轂直徑4以及第八斷
2 2 ?面巧等達(dá)到水利設(shè)計(jì)要求；滿足以下的參數(shù)約束方程組，確定核主泵在失水事故下設(shè)計(jì)的額定流量點(diǎn)&附近有最大效率點(diǎn)，且在1.1 左右的軸功率達(dá)到最大;具體為: 目標(biāo)函數(shù)的確定:
2.式中: 爲(wèi)一葉輪進(jìn)口安放角，取18°~25° ； 式一葉輪輪轂直徑； 一液體密度； ^一葉輪出口圓周速度； σ—滑移系數(shù)，取0.75~0.85 ； 込一葉輪進(jìn)口直徑；.?一葉輪進(jìn)口寬度； 妁一葉片出口排擠系數(shù)，取0.87 ； 爲(wèi)一葉輪出口安放角，取20° ^35° ；
任意工況下的流量。
3.Fg一第八斷面面積； 為保證失水事故下核主泵在極大流量工況時(shí)滿足氣液兩相下高抗汽蝕性能的要求，則設(shè)計(jì)核主泵應(yīng)當(dāng)滿足以下約束條件:
4.葉片數(shù)的減小有利于可以消除揚(yáng)程曲線駝峰，可以減少沿程水力摩擦損失，一般取Z=4~6 ； 喉部面積Fi
5.通過以上參數(shù)的控制，使`在失水事故下核主泵運(yùn)行過程具有最大。
【文檔編號(hào)】F04D29/22GK103742445SQ201310744542
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】付強(qiáng), 朱榮生, 王秀禮 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)