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核主泵水力优化设计研究现状与技术发展综述
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作者 龙云 陈华铮 +2 位作者 朱荣生 袁寿其 付强 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第9期865-872,共8页
结合国际核电发展新形势和中国核电技术发展与战略布局,围绕核主泵的发展历程开展论述,以中国独立自主三代核电技术“华龙一号”HPR1000和“国和一号”CAP1400为例介绍了世界先进核电技术和关键设备核主泵的技术发展现状,重点针对核主... 结合国际核电发展新形势和中国核电技术发展与战略布局,围绕核主泵的发展历程开展论述,以中国独立自主三代核电技术“华龙一号”HPR1000和“国和一号”CAP1400为例介绍了世界先进核电技术和关键设备核主泵的技术发展现状,重点针对核主泵的水力优化设计和安全性开展论述.介绍了国内外核主泵先进的水力优化设计,分析了核主泵特殊结构导致的内部复杂流动、压力脉动、涡结构的产生和控制,以及空化等不良流动现象的成因,并针对性地总结水力部件的优化设计方法.核主泵是核岛内唯一高速旋转机械,也是核安全一级设备,核主泵能否正常运转直接关乎整个核电站的安全,核主泵的完全国产化研发是困扰中国核电发展的“卡脖子”难题.因此深入研究核主泵复杂内部流动,掌握具有自主知识产权的核主泵水力优化设计方法,对中国核电技术的发展具有重要意义. 展开更多
关键词 核主泵 水力优化设计 压力脉动 内部流动 空化
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核主泵磁流变半主动隔振及试验验证
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作者 张家明 邹冬林 +3 位作者 廖国江 余永丰 张志谊 饶柱石 《振动工程学报》 北大核心 2025年第11期2713-2720,共8页
针对核主泵(RCP)在变工况下因传统被动隔振系统动力学参数固定导致的隔振性能不足问题,本文开展了基于磁流变阻尼器(MRD)的RCP半主动控制研究。建立了考虑RCP集中质量特性和MRD非线性滞回特性的耦合系统动力学模型。设计了基于天棚阻尼... 针对核主泵(RCP)在变工况下因传统被动隔振系统动力学参数固定导致的隔振性能不足问题,本文开展了基于磁流变阻尼器(MRD)的RCP半主动控制研究。建立了考虑RCP集中质量特性和MRD非线性滞回特性的耦合系统动力学模型。设计了基于天棚阻尼原理的半主动控制律,通过实时调节MRD输入电流动态匹配激励特性,实现系统动力学参数的自适应调节。通过仿真对比了10~60 Hz内无控制、传统被动控制、MRD被动控制及MRD天棚半主动控制的隔振效果。以传统被动控制为参考,MRD天棚半主动控制策略在系统固有频率处加速度级降低22.34 dB,对数传递率积分降低3.61 dB,均方根传递率积分降低5.07 dB。仿真结果表明,MRD天棚半主动控制策略可动态适配RCP变工况特性。搭建了RCP-MRD试验台架,评价指标实测值与仿真值的平均相对误差为8.45%,验证了MRD天棚半主动控制策略在变频激励下抑制RCP宽频振动的有效性。 展开更多
关键词 核主泵 磁流变阻尼器 半主动隔振 天棚控制
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机械密封环抛光装置设计
3
作者 陈嘉庚 贾玙璠 +2 位作者 康仁科 朱祥龙 印文典 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第6期177-182,共6页
针对核主泵密封环复杂形面抛光的加工需求,设计了一款具有四轴联动、抛光载荷监测功能的核主泵密封环抛光装置。规划了抛光装置的卧式布局,设计并分析了关键零部件。开发了装置控制系统,控制系统采用“嵌入式运动控制器-驱动器-电机”方... 针对核主泵密封环复杂形面抛光的加工需求,设计了一款具有四轴联动、抛光载荷监测功能的核主泵密封环抛光装置。规划了抛光装置的卧式布局,设计并分析了关键零部件。开发了装置控制系统,控制系统采用“嵌入式运动控制器-驱动器-电机”方案,通过电机驱动滚珠丝杠实现直线轴运动,力传感器可对抛光载荷开展监测。在研制的抛光装置上,开展了典型密封环抛光工艺试验,抛光160 min,平均抛光载荷26 N,密封环粗糙度Ra由282 nm降到5.9 nm,满足了密封环抛光加工需求。为核主泵密封环的高质量高效加工提供了装备和工艺,有助于提升核主泵密封件高精度制造的技术水平。 展开更多
关键词 核主泵 密封环 抛光装置 复杂形面 高硬度材料
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承压热冲击下核电厂主泵-主管道焊接接头断裂力学分析
4
作者 况正 施春丰 +3 位作者 杜爱国 曾咏奎 唐毅 桂春 《核科学与工程》 北大核心 2025年第4期735-741,共7页
为了评估核电厂主管道在承压热冲击下的脆性断裂风险,采用有限元分析方法计算核电厂主泵-主管道焊接接头在承压热冲击下的应力强度因子,分析焊接残余应力、焊缝处假想裂纹尺寸以及安注后主管道水位对主泵-主管道焊接接头发生脆性断裂的... 为了评估核电厂主管道在承压热冲击下的脆性断裂风险,采用有限元分析方法计算核电厂主泵-主管道焊接接头在承压热冲击下的应力强度因子,分析焊接残余应力、焊缝处假想裂纹尺寸以及安注后主管道水位对主泵-主管道焊接接头发生脆性断裂的影响。结果表明:残余应力值越高,假想裂纹尺寸越深,安注后主管道水位高度越低,主泵-主管道焊接接头脆断风险越高。在管道焊接过程中控制残余应力,失水事故时保证管道尽快注满安注冷却水,可降低管道脆断的风险。 展开更多
关键词 主泵 主管道 焊缝 承压热冲击 脆性断裂
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三轴承型核主泵水膜涡动问题数值模拟与机理分析
5
作者 王路遥 张福海 +4 位作者 郭逸 晁义林 刘祥松 孟晋 袁宏 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S2期389-399,共11页
针对三轴承型核主泵在电站服役期出现的轴位移波动超限问题,以ANDRITZ核主泵为研究对象,基于流体动力学和转子动力学计算方法,探究核主泵轴系振动特征、核主泵半频涡动的发生机制以及影响水润滑轴承稳定性的关键因素及其物理本质,进而... 针对三轴承型核主泵在电站服役期出现的轴位移波动超限问题,以ANDRITZ核主泵为研究对象,基于流体动力学和转子动力学计算方法,探究核主泵轴系振动特征、核主泵半频涡动的发生机制以及影响水润滑轴承稳定性的关键因素及其物理本质,进而研究核主泵的水膜涡动问题。研究发现:水润滑轴承的非线性动力学“失稳”诱发了核主泵半频涡动现象;额定工况下,核主泵轴系振幅边界线呈双喇叭型,双喇叭中心点靠近电机驱动端轴承区域,核主泵轴系在不同轴段的振动特性存在显著差异,半频涡动现象主要出现在靠近联轴器和泵轴侧的区域,而电机上部轴段主要表现为工频振动,叶轮侧轴段区域则以半频振动为主;同转子旋转方向垂直的切向力是导致水膜涡动问题的关键作用力,水导轴承的交叉刚度系数和液膜环向平均速度比是影响切向力的关键物理量。研究成果有助于核主泵的优化设计、故障诊断和电站的运维管理。 展开更多
关键词 核主泵 轴系振动 半频涡动 数值计算
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面向铅冷快堆主泵数字孪生的多输入PINN代理模型
6
作者 郭译文 李良星 +4 位作者 向祖涛 桂家彬 石尚 雷振欣 许向阳 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第5期1085-1093,共9页
本文开发了具有多输入结构的物理信息神经网络(PINN)代理模型,快速预测铅冷快堆(LFR)主泵在不同工况下的流场,用于数字孪生系统的状态追踪模块中。对PINN结构进行调整,以适应主泵设计的需求,并通过与传统计算流体动力学(CFD)方法对比来... 本文开发了具有多输入结构的物理信息神经网络(PINN)代理模型,快速预测铅冷快堆(LFR)主泵在不同工况下的流场,用于数字孪生系统的状态追踪模块中。对PINN结构进行调整,以适应主泵设计的需求,并通过与传统计算流体动力学(CFD)方法对比来验证模型的性能。结果显示,该模型在识别流场细节方面表现出良好的能力,与CFD计算结果的相对误差基本低于20%,单工况预测时间约为0.273 s,预测速度提高了15000倍,训练时间与2~3个工况的CFD模拟相当。PINN代理模型能有效拟合非线性训练数据,具有较高的预测精度和泛化能力,为LFR主泵设计提供了一种快速、高效的流场预测工具,可作为相关数字孪生软件系统中的状态追踪模块。 展开更多
关键词 铅冷快堆 主冷却剂泵 数字孪生 物理信息神经网络
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核主泵小流量工况压力脉动特性 被引量:24
7
作者 朱荣生 龙云 +2 位作者 付强 袁寿其 王秀礼 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第17期143-149,共7页
为研究小流量工况下核主泵内部压力脉动的变化规律,基于雷诺时均N-S方程和标准k-ε两方程及SIMPLEC算法,应用CFX软件对核主泵小流量工况进行定常和非定常数值计算,得到泵内部流场和各工况监测点的压力脉动,并将时域信号进行快速傅里叶... 为研究小流量工况下核主泵内部压力脉动的变化规律,基于雷诺时均N-S方程和标准k-ε两方程及SIMPLEC算法,应用CFX软件对核主泵小流量工况进行定常和非定常数值计算,得到泵内部流场和各工况监测点的压力脉动,并将时域信号进行快速傅里叶变换为频域信号。结果表明:核主泵内压力脉动明显,叶频在由压力脉动诱发的振动中起主导作用,主要表现为叶轮和导叶间的动静干涉。叶轮导叶流道内的回流造成了小流量工况叶轮和导叶流道及其周向的不稳定压力脉动,回流主要存在于叶轮和导叶进出口位置,因此该区域的压力波动剧烈且周期性差。核主泵的振动,不利于核电站的安全稳定运行,通过对小流量工况的压力脉动分析,对预测核主泵在极端工况下的动态特性和推进核主泵国产化具有十分重要的意义。 展开更多
关键词 核主泵 压力脉动 小流量 数值模拟 时域与频域分析
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核主泵用双锥度端面流体静压机械密封热弹流效应研究 被引量:20
8
作者 彭旭东 刘鑫 +2 位作者 孟祥铠 盛颂恩 李纪云 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期244-250,共7页
针对核主泵用双锥度端面流体静压型机械密封热弹流效应研究在高压和高速条件下,其密封性能易受端面热弹变形影响的特点,提出了收敛型双锥面流体静压型机械密封,并建立了热-流-固耦合数学模型;通过采用有限差分法求解端面温度和端面流体... 针对核主泵用双锥度端面流体静压型机械密封热弹流效应研究在高压和高速条件下,其密封性能易受端面热弹变形影响的特点,提出了收敛型双锥面流体静压型机械密封,并建立了热-流-固耦合数学模型;通过采用有限差分法求解端面温度和端面流体膜压的控制方程组,采用有限元法求解密封环的热、弹变形,对密封进行了流、固、热耦合分析,研究了热弹变形对密封性能的影响,并对单锥面和双锥面2种流体静压型机械密封的密封性能、温度分布进行了对比研究.结果表明:双锥面密封与单锥面密封相比,不仅稳定性更好,而且端面温度分布更均匀,可靠性更高,但是泄漏率略有上升;在泄漏入口处即高压侧,外锥面锥度的大小对开启力影响较大,而在泄漏出口处即低压侧,内锥面锥度的大小对泄漏率影响较大;内锥面宽度比取0.05左右时能获得较大的刚漏比. 展开更多
关键词 机械密封 流体静压 热弹变形 双锥度端面 核主泵
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核主泵用流体动压型机械密封耦合模型与性能分析 被引量:22
9
作者 王小燕 孟祥铠 +2 位作者 刘鑫 盛颂恩 彭旭东 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期169-176,共8页
以某型核主泵用流体动压型机械密封为对象,考虑密封环组件的接触和密封端面的流固耦合作用,建立了密封组件三维多场耦合模型,结合有限差分法和有限单元法,采用数值迭代技术进行了耦合场的计算.研究了高压下密封端面变形的特点和规律,分... 以某型核主泵用流体动压型机械密封为对象,考虑密封环组件的接触和密封端面的流固耦合作用,建立了密封组件三维多场耦合模型,结合有限差分法和有限单元法,采用数值迭代技术进行了耦合场的计算.研究了高压下密封端面变形的特点和规律,分析了密封压力对密封性能的影响作用.结果表明:密封环端面产生径向收敛锥度和周向波度,高压侧密封深槽对密封端面周向波度的生成起重要作用,密封端面锥度的形成与密封环宏观结构密切相关.随密封压力的增大,密封端面收敛锥度和波度均增大,密封泄漏率增加,而端面摩擦系数减小.为在高压下形成较大的波度,建议将动压深槽加工在软质密封环端面上. 展开更多
关键词 核主泵 流体动压机械密封 有限元 密封性能 耦合模型
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含气率对AP1000核主泵影响的非定常分析 被引量:20
10
作者 付强 习毅 +2 位作者 朱荣生 袁寿其 王秀礼 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期132-136,共5页
为研究含气率对核主泵内部各点压力影响规律及不同泵进口含气率时气体在核主泵内的分布情况,在对核主泵进行水力设计与三维建模基础上,采用CFD技术对核主泵失水事故气液两相流工况进行瞬态数值模拟。通过模拟不同泵进口含气率时核主泵... 为研究含气率对核主泵内部各点压力影响规律及不同泵进口含气率时气体在核主泵内的分布情况,在对核主泵进行水力设计与三维建模基础上,采用CFD技术对核主泵失水事故气液两相流工况进行瞬态数值模拟。通过模拟不同泵进口含气率时核主泵内部流动的瞬态特性,研究泵进口含气率对泵内各点压力的影响规律及气体分布。结果表明,泵进口含气率增大泵内各点压力随之降低;含气率小于0.1时其对监测点压力脉动主频振幅影响不大,且泵内气体聚集现象不明显;含气率大于0.2后监测点压力脉动主频振幅稍有下降,且泵内开始出现明显的气体聚集现象。 展开更多
关键词 核主泵 气液两相 含气率 压力脉动
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核主泵小流量工况下不稳定流动数值模拟 被引量:16
11
作者 龙云 朱荣生 +2 位作者 付强 袁寿其 习毅 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第4期290-295,共6页
为研究小流量工况下核主泵驼峰现象,通过三维软件Pro/E对核主泵内部流道进行三维造型,基于雷诺时均N-S方程和k-ε湍流模型两方程及SIMPLEC算法,应用计算流体力学软件CFX对核主泵小流量工况进行了定常数值模拟和分析.结果表明:采用定常... 为研究小流量工况下核主泵驼峰现象,通过三维软件Pro/E对核主泵内部流道进行三维造型,基于雷诺时均N-S方程和k-ε湍流模型两方程及SIMPLEC算法,应用计算流体力学软件CFX对核主泵小流量工况进行了定常数值模拟和分析.结果表明:采用定常数值模拟,可以阐明小流量区域的不稳定驼峰现象.泵壳出口位于泵壳的中心,使得沿叶轮旋转方向的主流与出口处的液体发生摩擦和碰撞,造成能量损失,导致内部流场分布不均匀.核主泵对称性结构、叶轮叶片进口和出口复杂旋涡、导叶内复杂的回流以及泵的旋转失速与不稳定驼峰的形成都有密切的联系.核主泵在小流量下运行时,出现不稳定流动,严重时会引起泵的振动. 展开更多
关键词 核主泵 驼峰 小流量 数值模拟
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1000MW级核主泵压水室出口压力脉动 被引量:16
12
作者 朱荣生 李小龙 +2 位作者 袁寿其 郑宝义 付强 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2012年第4期395-400,共6页
为了研究压力脉动在核主泵压水室出口处的变化规律及其影响因素,以国内某1 000 MW核电站主泵为研究对象,应用计算流体动力学软件Fluent进行定常与非定常三维数值模拟,得到压水室内部流场特性及计算点的压力脉动情况,并对其进行时域和频... 为了研究压力脉动在核主泵压水室出口处的变化规律及其影响因素,以国内某1 000 MW核电站主泵为研究对象,应用计算流体动力学软件Fluent进行定常与非定常三维数值模拟,得到压水室内部流场特性及计算点的压力脉动情况,并对其进行时域和频域分析.结果表明:回流是引起压水室与出口交接处压力脉动的原因之一;在不同工况下压水室出口及其前后区域内存在明显的压力脉动,偏离额定工况越大,压力脉动波动幅度越大;压水室出口及其前后区域内,上侧的脉动幅度比下侧小,上侧的平均脉动幅度CA在0.9Q时为11.15%,在1.0Q时为9.62%,在1.2Q时为13.78%,下侧的平均脉动幅度,在0.9Q时为13.62%,在1.0Q时为12.53%,在1.2Q时为15.79%;靠近导叶出口处,泵壳两侧处的脉动幅度要大于靠近出口轴线附近的脉动幅度,远离导叶出口处,泵壳内的脉动幅度从上侧到下侧,逐渐递增;在额定工况时转频是各监测点压力脉动的主要影响因素,在小流量和大流量时转频和叶频是各监测点压力脉动的主要影响因素. 展开更多
关键词 核主泵 压水室出口 压力脉动 数值模拟 时域分析 频域分析
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断电事故对核主泵安全特性影响的试验研究 被引量:17
13
作者 刘夏杰 刘军生 +2 位作者 王德忠 杨哲 张继革 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期448-451,共4页
介绍了国内外反应堆冷却剂泵在发生各种事故情况下的理论及试验研究情况,针对核主泵断电惰转过程中的瞬态水力特性进行了试验研究,对试验结果进行了讨论。介绍了用于断电试验的试验设备及试验方法,着重分析了惰转过程中流量、转速、振... 介绍了国内外反应堆冷却剂泵在发生各种事故情况下的理论及试验研究情况,针对核主泵断电惰转过程中的瞬态水力特性进行了试验研究,对试验结果进行了讨论。介绍了用于断电试验的试验设备及试验方法,着重分析了惰转过程中流量、转速、振动参数,并用四次多项式拟合的方法模拟惰转过程的流量、转速随时间的变化。试验结果表明:在断电瞬间,泵的流量和转速迅速下降,试验结果符合安全标准规定;轴承座位移振动在断电瞬间突然加强,在断电后一段时间转轴振动才发生变化。试验和分析结果有助于认识核主泵发生全厂断电事故时的水力特性,为核主泵的安全评价提供基础依据。 展开更多
关键词 反应堆冷却剂泵 核安全 全厂断电 安全评价
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核电站一回路用机械密封 被引量:40
14
作者 王玉明 黄伟峰 李永健 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期408-416,共9页
机械密封在各类核电站的一回路中有大量应用.核电站一回路用机械密封是核电站的关键部件之一,其性能好坏很大程度上决定着核电站能否长周期安全可靠运行.本文以几种具有代表性的核电站反应堆堆型为例,对其一回路用机械密封进行了介绍,... 机械密封在各类核电站的一回路中有大量应用.核电站一回路用机械密封是核电站的关键部件之一,其性能好坏很大程度上决定着核电站能否长周期安全可靠运行.本文以几种具有代表性的核电站反应堆堆型为例,对其一回路用机械密封进行了介绍,这些反应堆分别以水、氦气和液态金属为冷却剂并跨越第二代到第四代核电技术.首先介绍了压水堆核主泵机械密封,分别叙述了美式风格的流体静压型核主泵密封及欧式风格的流体动压型核主泵密封的结构特点、工作原理和最新的基础研究状况;随后介绍了高温气冷堆氦气轮机/氦气风机干气密封的结构特点、使用要求及相应的针对性设计;最后介绍了钠冷快堆钠泵机械密封,包括1种惰性气体缓冲、油膜润滑的三级串联式机械密封和1种直接以液态金属润滑的螺旋槽式机械密封. 展开更多
关键词 核电站 核主泵 氦风机 钠泵 机械密封
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核主泵用流体静压型机械密封耦合模型与性能分析 被引量:18
15
作者 康玉茹 孟祥铠 +2 位作者 彭旭东 李纪云 盛颂恩 《流体机械》 CSCD 北大核心 2011年第11期22-27,共6页
采用商业有限元软件建立了核主冷泵用流体静压型机械密封动、静环组件的非线性二维轴对称有限元模型,通过对接触状态的分析给出了合理的动、静环简化边界约束条件,基于此建立了热弹耦合数值模型,对雷诺方程、能量方程、热传导方程进行... 采用商业有限元软件建立了核主冷泵用流体静压型机械密封动、静环组件的非线性二维轴对称有限元模型,通过对接触状态的分析给出了合理的动、静环简化边界约束条件,基于此建立了热弹耦合数值模型,对雷诺方程、能量方程、热传导方程进行耦合求解,证明了所建立模型的正确性,并对静环端面尺寸参数进行了优化设计。为保证良好的稳态密封性能,计算结果推荐静环端面的锥角在300~350μrad范围内选择,台阶半径Rm在0.120~0.125m范围内取值。 展开更多
关键词 核主泵 流体静压 有限元 边界约束 密封性能
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基于流固耦合的核主泵汽蚀动力特性研究 被引量:8
16
作者 王秀礼 卢永刚 +2 位作者 袁寿其 朱荣生 付强 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期213-217,共5页
为研究在考虑流固耦合的基础上,核主泵在发生汽蚀时,汽蚀对叶片的变形及径向力的变化规律,应用数值模拟方法对核主泵在不同汽蚀工况下汽蚀对叶轮最大变形量和径向力进行数值模拟。结果表明:汽蚀发生区域中气体体积分数最大的地方对应于... 为研究在考虑流固耦合的基础上,核主泵在发生汽蚀时,汽蚀对叶片的变形及径向力的变化规律,应用数值模拟方法对核主泵在不同汽蚀工况下汽蚀对叶轮最大变形量和径向力进行数值模拟。结果表明:汽蚀发生区域中气体体积分数最大的地方对应于叶片进口的最大变形量处。在汽蚀初生工况时,叶轮最大变形主要受压力脉动的影响,在汽蚀发展工况时,汽蚀仅对叶轮最大变形的幅值产生影响,其波动幅值仍然由压力脉动占主导,汽蚀仅对径向力的位置及波动幅值产生影响。在汽蚀严重工况时,汽蚀是叶轮最大变形波动幅值的主要因素。在此汽蚀工况下,汽蚀不仅对径向力的位置及波动幅值产生影响,而且也对径向力的值也产生明显影响,故在后续设计中需要重点考虑汽蚀对径向力的影响。 展开更多
关键词 核主泵 流固耦合 汽蚀 数值模拟 动力特性
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核主泵内部流动研究现状与技术发展综述 被引量:18
17
作者 龙云 袁寿其 +2 位作者 朱荣生 付强 李天斌 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期1081-1097,共17页
针对核电技术的发展历程开展论述,介绍世界主要三代核电技术和中国三代核电建设和发展现状,介绍了中国独立自主三代核电技术“华龙一号”HPR1000和“国和一号”CAP1400,并以CAP系列核主泵为例简要介绍第三代压水堆系统和关键设备,介绍了... 针对核电技术的发展历程开展论述,介绍世界主要三代核电技术和中国三代核电建设和发展现状,介绍了中国独立自主三代核电技术“华龙一号”HPR1000和“国和一号”CAP1400,并以CAP系列核主泵为例简要介绍第三代压水堆系统和关键设备,介绍了2种典型无轴密封形式的核主泵:屏蔽电机核主泵和湿绕组核主泵.针对核主泵的水力优化设计、全特性、事故工况下水动力特性、气液两相流动、空化特性、流固耦合等内部流动研究现状开展论述.核主泵的安全可靠极为重要,核主泵设计加工制造也极具挑战.因此对核主泵内部流动基础理论和关键技术进行深入研究,突破国外的技术壁垒,掌握自主知识产权的核心技术和关键技术,实现核主泵技术的跨越式发展,是当前中国急待解决的“卡脖子”难题. 展开更多
关键词 核主泵 水力优化设计 全特性 气液两相流动 流固耦合
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瞬变工况下叶片数对核主泵径向力影响的研究 被引量:8
18
作者 王秀礼 袁寿其 +2 位作者 朱荣生 付强 王建国 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第21期51-59,共9页
为研究核主泵在变流量过渡过程中叶片数与导叶片数对径向力的影响,应用计算流体力学软件CFX对核主泵分别改变叶片数与导叶片数时,叶轮与导叶所承受的径向力变化规律进行数值模拟计算与试验,将数值模拟结果与试验进行验证,试验数据与数... 为研究核主泵在变流量过渡过程中叶片数与导叶片数对径向力的影响,应用计算流体力学软件CFX对核主泵分别改变叶片数与导叶片数时,叶轮与导叶所承受的径向力变化规律进行数值模拟计算与试验,将数值模拟结果与试验进行验证,试验数据与数值模拟数据在误差控制范围之内。结果表明:变叶片数时,随着流量增大,核主泵叶轮所承受的径向力值随叶片数的增加而增大,在叶片数为7片时达到最大值,叶轮所承受的径向力的周期性趋于规律性;径向力的平衡性趋于最佳工况。随流量变小时,叶轮所承受的径向力位置随旋转周期有规律性地偏移和旋转,其偏移和旋转的变化梯度不同,叶轮所承受的径向力偏移和旋转的变化梯度明显大于向大流量增加时所对应的变化梯度。通过综合对比可知:在变流量过程中,当叶片数为5片、导叶片为11片时,叶轮承受的径向力是最小。 展开更多
关键词 核主泵 变流量 径向力 数值模拟
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核反应堆冷却剂循环泵全流道三维数值模拟及性能预估 被引量:12
19
作者 李颖 周文霞 +1 位作者 张继革 王德忠 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期898-902,共5页
为实现核反应堆冷却剂循环泵(核主泵)的设计自主化及制造国产化,通过CFD数值模拟软件FLUENT,应用RNGk-ε湍流模型及SIMPLE算法对某核主泵进行全流道三维数值模拟,获得了在不同工况下的叶轮内部流动情况,分析了压力和速度分布规律,并进... 为实现核反应堆冷却剂循环泵(核主泵)的设计自主化及制造国产化,通过CFD数值模拟软件FLUENT,应用RNGk-ε湍流模型及SIMPLE算法对某核主泵进行全流道三维数值模拟,获得了在不同工况下的叶轮内部流动情况,分析了压力和速度分布规律,并进行了性能预估。结果表明,稳态工况下叶片的工作面与背面的压力分布与速度分布合理;泵段压力总体上由进口端至出水端呈递增趋势且在叶轮段出现最大值;在设计工况点得到了较为理想的泵效率与扬程值;随着流量的增加,核主泵的轴功率也逐步增加。模拟结果有助于认识核主泵在运转状态下的内部流场变化情况,为核主泵的国产化前期探索和理论研究提供支持。 展开更多
关键词 核主泵 稳态 叶轮 数值模拟 性能预估
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核主泵空化过渡过程水动力特性研究 被引量:7
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作者 王秀礼 王鹏 +2 位作者 袁寿其 朱荣生 付强 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1421-1427,共7页
采用流场分析软件ANSYS CFX对核主泵在不同空化工况下的水动力特性进行数值模拟分析,利用Morlet小波变换和快速傅里叶变换对相应数据进行处理分析。结果表明:气体含量随压力的降低或时间的增加呈现出指数变化规律。在空化初生工况,核主... 采用流场分析软件ANSYS CFX对核主泵在不同空化工况下的水动力特性进行数值模拟分析,利用Morlet小波变换和快速傅里叶变换对相应数据进行处理分析。结果表明:气体含量随压力的降低或时间的增加呈现出指数变化规律。在空化初生工况,核主泵扬程脉动频率以低频为主,叶轮流道内的压力脉动的主频仍以转频为主,而空化产生的压力脉动对主频的影响不明显。随着空化的发展,空化所诱发的压力脉动对主频、次主频及脉动幅值的影响越来越大,其扬程脉动频率以低频脉动为主。空化严重工况时,扬程脉动频率以无规律变化的脉动高频为主,同时包含近乎规律变化的脉动低频。 展开更多
关键词 核主泵 空化 数值模拟 水动力特性
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