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1、2010年第38卷第5期流体机械13文章编号:1005-0329(2010)05-0013-05设计计算球形压水室扩散管位置对核主泵性能的影响张栋俊,徐士鸣(大连理工大学,辽宁大连116023)摘要:根据AP1000核主泵设计参数,利用泵一维设计理论,设计了核主泵的叶轮,导叶和球形泵壳。应用Pro-e软件进行了三维造型及装配;利用CFD软件Fluent进行了数值模拟运算。分析了压水室扩散管位置对核主泵性能的影响,得到了核主泵内的总压分布;静压分布;速度矢量分布和流线图。数值模拟结果清楚的反映了核主泵内部流场的特点。关键词:核主泵;球形压水室扩散管;性能中图分类号:TH311
2、文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1005-0329.2010.05.004InfluenceofOrbicularPumpingChamberDiffusionTubePositiononNuclearFirst2loopCoolantPumpPerformanceZHANGDong2jun,XUShi2ming(DalianUniversityofTechnology,Dalian116023,China)Abstract:One2dimensionaldesigntheoryisappliedtodesignanimpeller,diffuseran
3、dorbicularpumpingchamberbasedontheparametersofAP1000nuclearfirst2loopcoolantpump.Pro2eisutilizedforthree2dimensionaldesignandassembling;CFDsoftwareFluentisutilizedfornumericalsimulation.Influenceoforbicularpumpingchamberdiffusiontubepositiononwheelper2formancewasanalyzed.Totalpressuredistr
4、ibution,staticpressuredistribution,velocityvectordistributionandstreamlinedia2gramofthecoolantpumpareillustrated.Thenumericalsimulationresultsclearlyreflectstheflowfieldcharacteristicsinsidethenuclearcoolantpump.Keywords:nuclearfirst2loopcoolantpump;orbicularpumpingchamberdiffusiontube;per
5、formance[1～4]1引言模拟是一种可行的研究方法。本文的指导思想是:利用业已成熟的一维设[5～7]核主泵又称一回路冷却剂泵,是核岛内关键计理论,根据AP1000的设计参数,自主设计设备之一。因核主泵工作条件的特殊性,其设计核主泵的过流部件,通过Fluent对设计核主泵内与普通水泵有很大差异,尤其是采用球形压水室,三维不可压缩湍流流场进行数值模拟。分析核主通过牺牲效率兼顾强度。另外水室的出流方式也泵流场的特点。分析压水室扩散管位置对核主泵有所不同,为了提高锻造性能,多数核主泵压水室性能的影响。扩散管设在中央,这在普通水泵中是看不到的。由于核主泵模型试验投资巨大,试验的
6、研究2水力设计方法受到很大限制。近年来,随着计算流体力学的发展,数值模拟的计算结果已与试验值非常接叶轮是核主泵的做功部件,表1给出的近,因此对核主泵初步设计的水力模型进行数值AP1000核主泵主要设计参数,按泵一元理论的速收稿日期:2009-02-08修稿日期:2010-04-06基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划):高温高压流体与水力部件作用规律(2009CB724303)©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net14
7、FLUIDMACHINERYVol139,No15,2010[8、9]度系数法设计如图1所示。泵壳上。普通水泵主要采用螺旋形蜗壳,而核主导叶的作用是降低液体流速,消除液体旋转泵的压水室必须考虑强度,因此采用等截面球形分量,以提高泵的效率。由于混流泵出口是倾斜压水室,每个截面的面积都与第Ⅷ断面面积相同;的,其导叶设计与离心泵稍有不同。王春林等比另外核主泵压水室的出水方式也与普通水泵有所较了导叶入口边与叶轮旋转轴平行及与叶轮出口不同,现有文献上体现了两种,分别是扩散管中心边平行两种不同情况,模拟结果显示前者总体效位于轴
