cap1400核主泵空化流场特性分析

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1、犬ｉｌ裡－大ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹｆｉＳＳ士芽位记文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮＣＡＰ１４００核主菜空化流场特性分析动力机械及工程学科专业＿＿＿＿林茵作者姓名王巍副教授指导教师答辩日期２０１５年６月硕士学位论文ＣＡＰ１４００核主录空化流场特性分析ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＣａｖｉｔａｔｉｏｎＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｎＣＡＰＩ４００ＮｕｃｌｅａｒＲｅａｃｔｏｒＣｏｏｌａｎｔＭｏｄｅｌＰｕ

2、ｍｐ作者姓名：林茵学科、专业：动力机械及工程学号：２１２１００２１指导教师：王巍副教授完成日期：２０１５年６月大違理工大摩ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中巳经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他巳申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的

3、贡献均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：丨如。搞、Ａ＼＼作者签名、。丨占丨：妨日期：年Ｉ月Ｊ日大连理工大学硕士学位论文摘要核能作为清洁高效的能源，越来越被广泛认可和采用。我国自主设计研发的ＣＡＰ１４００第三代先进非能动核电机组，标志着我国核电事业的巨大进步。核反应堆冷却一一一回路中唯高速旋转的设备剂粟作为，必须长期高效地运行，是核电设备国产化的大难点一。空化是水力机械中普遍存在的种破坏形式，其发生将会降低水力

4、机械的性能，引起强烈的噪声及振动，甚至造成叶片的损坏，影响系统的稳定运行。为保证核主粟长期稳定运行，在其设计过程中，需要考虑空化的影响，并有效避免空化的发生。核主菜在高温高压条件下运行，其运行温度下水蒸汽与水的密度比增加，其他参数如饱和蒸汽压力等受温度的影响增大，需要考虑热力学效应对空化的影响。基于均质平衡流理论及输运方程，在能量方程中添加了考虑汽液质量转移量及汽化潜热影响的源项。首先模拟常温条件下翼型的空化流场，将该结果与实验结果进行对比，验证模型的可靠性。通过对比常温条件及３７３Ｋ温度条件

5、下翼型周围的空化流场，发现高温条件下空泡区明显缩短。模拟了３７３Ｋ及４７３Ｋ温度条件下叶轮内的空化流场，发现汽液交换过程引起很大的温降，考虑温度对饱和蒸汽压力的影响后，温度降低量减小，空化现象被显。著抑制高温条件下不考虑热力学效应模拟空化的结果是不准确的，考虑到热力学效应的影响及设计过程中空化性能与效率间的矛盾关系，可以在核主粟的设计过程中降低对空化性能的考虑，来提高粟的效率等性能。，本文研宄了不同汽烛余量下，此外，模型粟叶轮、导叶和锅壳内空化流场的特点得到了空化初生时的空化性能，，对比了叶

6、轮和整机模拟时菜的扬程、效率等性能分析了祸壳、导叶对叶轮内部空化流场的影响。基于所设计的模型粟结构和尺寸，采用砂铸叶轮、精铸培制叶轮开展了模型栗性能的试验研究，试验结果表明叶轮的制造精度对临界汽烛余量有很大的影响。非定常数值计算结果表明严重空化时入口压力脉动变得紊乱，空化区尾部存在很强的回射流，该回射流会使空化加剧。从阻挡回射流的角度，釆用在翼型上表面布置射流孔的方式，探索了抑制空化的方法。发现布置射流孔可以有效阻挡回射流从翼型尾部向头部的流动，随着射流速度的增加，回射流逐渐减弱，空化区缩短。

7、此外，布置射流孔可以有效降低翼型表面升力系数及阻力系数的波动幅度，而对其平均值影响不大。关键词：核反应堆冷却剂果；空化性能；数值模拟；高温水热力学效应；抑制空化－－ＩＣＡＰ１４Ｑ０核主泵空化流场特性分析ＡｎａｌｓｉｓｏｆＣａｖｉｔａｔｉｏｎＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｎＣＡＰ１４００ＮｕｃｌｅａｒＲｅａｃｔｏｒＣｏｏｌａｎｔｙＭｏｄｅｌＰｕｍｐＡｂｓｔｒａｃｔＡｓａｃｉｄｌｌｅａｎａｎｄｅｆｆｉｃｅｎｔｅｎｅｒｎｕｃｌｅａｒｅｎｅｒｉｓｍｏｒｅａｎｍｏ

8、ｒｅｗｉｄｅｒｅｃｏｎｉｚｅｄａｎｄｇｙ，ｇｙｙｇａｄｏｐｔｅｄ．ＴｈｅＣＡＰ１４００ｎｕｃｌｅａｒｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙｍａｒｋｓａｕｍｌｔｒｅｍｅｎｄｏｕｓｒｏｒｅｓｓｉｎｔｈｅｎｕｃｌｅａｒｏｗｅｒ