核电站离心式上充泵转子轴系扭振特性分析

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1、核电站离心式上充泵转子轴系扭振特性分析AnalysistheFeaturesinTorsionalVibrationoftheRotorShaftonCentrifugalChargePumpofNuclearPowerPlant江苏大学硕士学位论文摘要随着世界工业化进程的不断加快，国际能源的日趋紧张，石油、煤炭等不可再生能源在不断减少，同时，传统能源利用带来的环境恶化越来越严重。因此，开发利用新型能源是未来可持续发展的唯一有效途径。目前，可有效利用的清洁能源有水能、风能及核能等。其中，核能作为能效较高的能源正日渐被广泛使用。许多国家已经投入大量人力物力开发利用核能，核能最

2、主要的作用是将其用于发电。近年来，我国核电站建设正在快速发展。核电站建设和运行中的最关键、最首位的因素就是安全问题，确保核电站的全面安全是有效利用核能的基础。上充泵作为核电站核安全等级为二级的重要动力设备，其运行的可靠性和平稳性关系到整个核电站的安全。有关上充泵的水力性能和振动的研究越来越受到关注和重视。上充泵转子轴系是泵机组中重要的旋转部件，其结构运转的稳定性直接关系到上充泵运行中的振动大小。本文利用计算力体力学(CFD)分析软件Fluent对上充泵内部流场进行了数值模拟及性能预测，同时进行了上充泵四级样机性能的试验研究，得到数值模拟结果和试验结果吻合较好，验证了数值模型

3、建立的合理性和正确性；对可能会激发上充泵振动加剧因素之一的首级叶轮汽蚀特性进行了数值模拟和试验研究，得到上充泵首级叶轮模型和试验叶轮的汽蚀余量NPSH分别为7．35m和7．58m，均符合技术要求的小于等于7．8m；借助现代CAE技术，采用有限元法(FEM)分析软件ANSYS对上充泵转子轴系的扭转振动特性进行数值计算分析。转子轴系的扭振分析得到转子轴系在不同转速下的扭转振幅，结果得到转子轴系在4900r／min的旋转速度下转子轴系发生了较为明显的一阶扭转共振，引起共振的主要原因是电机驱动力矩的6次谐波分量频率和转子轴系的一阶扭振固有频率的整数倍接近，而在上充泵设计运转速度45

4、00r／min是转子轴系的扭转振幅较小，不会发生扭转共振，这说明转子轴系结构设计是合理的。关键词：核电站，上充泵，水力性能，转子轴系，扭转振动核电站离心式上充泵转子轴系扭振特性分析江苏大学硕士学位论文ABSTRACTWiththeacceleratingprocessofindustrializationintheworld，andtheincreasingtensionofInternationalEnergy,andoil、coalandothernon-renewableenergyinreducing，andtheenvironmentalbecomemoreand

5、moreseriouslywiththeuseoftraditionalenergy．Therefore，thedevelopmentandutilizationofnewenergyistheonlyeffectivewayinthefuturesustainabledevelopment．Atpresent，theeffectiveutilizationofcleanenergyarehydro，windandnuclearenergy．Thenuclearenergyasonehi。ghenergyefficiencyenergyisincreasinglybeing

6、widelyused．Manycountrieshaveputsignificantresourcesintothedevelopmentandutilizationofnuclearenergy,themostimportantuseistobeusedforpowergeneration．Inrecentyears，thenuclearpowerplantconstructioninChinaisgrowingrapidly．Inthenuclearpowerplantconstructionandoperationsafetyissuesisthemostcritic

7、alandmostfirstfactor,toensurefullsafetyofnuclearpowerplantsisaneffectivebasisforusingofnuclearenergy．Chargingpumpasasecondnuclearsafe哆levelimportantpowerequipmentinnuclearpowerplant，itsoperatingreliabilityandstablerelationshiptothesafeoperationoftheentirenucle