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“华龙一号”核主泵泵组转子轴向窜动量有限元分析
1
作者 董富弟 李天斌 苏舒 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期118-123,共6页
为了研究在自重、外部载荷和受热膨胀等因素下核主泵泵组相关部件对转子轴向窜动量的影响,通过建立某型号轴封型核主泵泵组的有限元分析模型,采用数值计算和试验验证相结合的方法对核主泵泵组的转子轴向窜动量进行了分析.研究结果表明:... 为了研究在自重、外部载荷和受热膨胀等因素下核主泵泵组相关部件对转子轴向窜动量的影响,通过建立某型号轴封型核主泵泵组的有限元分析模型,采用数值计算和试验验证相结合的方法对核主泵泵组的转子轴向窜动量进行了分析.研究结果表明:泵侧电动机支座和密封室区域之间的受热膨胀有利于核主泵机械密封自由补偿间隙,而电动机相关部件受外部载荷变形和受热变形较大,叠加转子自重变形和轴承设计游隙后总的轴向窜动量超过设计预期,将对核主泵泵组的正常运行产生负面影响;电动机转子部件的液压顶升试验结果与数值计算结果相吻合,验证了有限元分析计算结果的准确性;为了降低核主泵泵组转子的轴向窜动量,通过增加垫片和增大部分转子零件设计高度的方法对电动机推力轴承游隙和转子轴向窜动量进行了调整优化,并对调整优化后的核主泵泵组进行全流量试验验证,试验结果显示调整优化后的核主泵泵组转子轴向窜动量约为2.2 mm,试验过程中泵组各项性能指标运行稳定,符合设计预期. 展开更多
关键词 华龙一号 核主泵 转子 轴向窜动量 全流量试验
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核岛上充模型泵设计与流动熵产分析
2
作者 刘笑宇 王海民 +4 位作者 李天斌 金乐 陈广福 季志远 施永涛 《流体机械》 北大核心 2025年第9期68-78,共11页
针对核岛化学和容积控制系统(RCV)上充泵不再承担高压安注任务及H-Q曲线陡峭化的设计要求,提出了一种高性能离心式上充泵水力模型设计方法。在单级初始模型泵(IMP)的基础上,增大叶轮出口直径和叶片出口角,减小出口宽度,并调整扩散器的... 针对核岛化学和容积控制系统(RCV)上充泵不再承担高压安注任务及H-Q曲线陡峭化的设计要求,提出了一种高性能离心式上充泵水力模型设计方法。在单级初始模型泵(IMP)的基础上,增大叶轮出口直径和叶片出口角,减小出口宽度,并调整扩散器的结构参数,构建了DMP1#和DMP2#两种设计模型泵。同时,对3种泵进行全流量及在最大运行工况下的空化流动进行了分析。结果表明,相较于IMP,DMP1#和DMP2#的最佳效率点均向小流量偏移,且H-Q曲线的陡峭程度都有所提高,在流量70,48,32m3/h的运行工况下,DMP1#和DMP2#的扬程分别提高了14,22,24m和20,31,33m;基于熵产理论及Omega涡识别准则分析了泵内流场,其中,湍流耗散与壁面效应是流动损失的主要原因,且在小流量工况下,熵产主要由叶轮叶片压力面尾缘涡强化和叶轮与扩散器动静干涉诱导的流动分离引起;在流量为70m3/h最大运行工况下,DMP 1#和DMP 2#的必需汽蚀余量(NPSHr)分别为4.3,4.2m,满足核电领域对NPSHr<7.8m的技术规范要求。研究可为上充泵的设计优化及流动分析提供理论依据。 展开更多
关键词 上充泵 结构设计 空化流动 熵产理论 Omega涡识别准则
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小型堆核主泵内部流动特性数值计算 被引量：2
3
作者 李天斌 郭喜安 龙云 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期433-439,455,共8页
为研究不同工况下小型堆核主泵内部流动情况,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟与试验相结合的方法,选取4种工况(0.6 Q d,0.8 Q d,1.0 Q d与1.2 Q d)进行内部流动特性分析,并选取具有典型意义的出口中心截面,以三维速度流线、速度分布云... 为研究不同工况下小型堆核主泵内部流动情况,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟与试验相结合的方法,选取4种工况(0.6 Q d,0.8 Q d,1.0 Q d与1.2 Q d)进行内部流动特性分析,并选取具有典型意义的出口中心截面,以三维速度流线、速度分布云图、涡量分布云图等形式,对比考察了不同流量工况条件下泵内部流动规律及其变化趋势.通过分析叶轮与导叶之间的通道回转面压力、速度分布云图以及叶轮叶片与导叶叶片的叶片压力载荷曲线,解析了叶轮和导叶内部的流动分布和能量转换机制,从而为小型堆核主泵的水力优化设计提供直观认识.研究结果表明:在设计流量工况1.0 Q d下,小型堆核主泵内部流线平顺稳定,叶片工作面与背面压力载荷较稳定;在小流量工况0.6 Q d和0.8 Q d下,叶轮叶片上高压区增大;在大流量工况1.2 Q d运行时,泵内压力分布变化较大;试验结果与数值计算结果的一致性进一步验证了计算模型的准确性.研究结果不仅阐释了小型堆核主泵内部的流动特性,而且为小型堆核主泵的设计提供了一定的理论依据和应用指导. 展开更多
关键词 小型堆核主泵 水动力特性 内部流动 数值计算 试验
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核电泵轴用Z5CND13-04材料锻件热处理工艺改进研究
4
作者 其其格 《热加工工艺》 北大核心 2022年第12期124-126,132,共4页
为解决细长泵轴在加工过程中的变形问题,对泵轴锻件材料的热处理工艺进行了改进,增加了稳定化热处理工序。对工艺改进前、后的泵轴材料进行了力学性能分析、金相分析、残余奥氏体含量分析和残余应力分析。结果表明,改进工艺减小了原材... 为解决细长泵轴在加工过程中的变形问题,对泵轴锻件材料的热处理工艺进行了改进,增加了稳定化热处理工序。对工艺改进前、后的泵轴材料进行了力学性能分析、金相分析、残余奥氏体含量分析和残余应力分析。结果表明,改进工艺减小了原材料内应力,降低了加工过程中因内应力释放而导致的泵轴变形,从而降低了机加工后泵轴的表面跳动,提高了泵轴加工的合格率。 展开更多
关键词 泵轴 变形 工艺改进 稳定化热处理
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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
5
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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AP1000核主泵排气过渡工况下瞬态流动特性研究 被引量：3
6
作者 朱荣生 邢树兵 +2 位作者 付强 李天斌 王秀礼 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1040-1046,共7页
为了研究核主泵在排气过渡工况下的气液两相流瞬态流动特性,基于非均相流模型,采用CFX软件对核主泵排气过渡工况进行瞬态数值模拟,通过分析叶轮、导叶流道内的压力脉动、涡量变化及速度分布,得到了排气过渡过程的流动变化规律。研究结... 为了研究核主泵在排气过渡工况下的气液两相流瞬态流动特性,基于非均相流模型,采用CFX软件对核主泵排气过渡工况进行瞬态数值模拟,通过分析叶轮、导叶流道内的压力脉动、涡量变化及速度分布,得到了排气过渡过程的流动变化规律。研究结果表明:气液两相工况下,叶轮各流道内气相、液相的不均匀分布及两相之间的滑移作用,导致叶轮径向力产生大幅度波动;核主泵采用的扭曲型径向导叶,在进口含气率较高的工况下,其流道内易产生气泡堆积现象,使过流面积减小,产生较大的能量损失;核主泵类球形蜗壳的对称性结构,使左侧类隔舌部位出现低流速区,堵塞了部分出口流道,这也是核主泵排气过渡工况运行不稳定的重要原因。 展开更多
关键词 核主泵 气液两相流 瞬态 压力脉动 涡量
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螺旋混流式喷水推进泵压力脉动的数值研究 被引量：7
7
作者 韩伟 韩阳 +2 位作者 龚鹏飞 王洁 胥丹丹 《水电能源科学》 北大核心 2019年第3期136-139,149,共5页
为研究螺旋混流式喷水推进泵动静干涉的压力脉动特性,运用ANSYS Fluent软件基于RNGκ-ε湍流模型,采用SIMPLEC算法进行变流量工况下非定常数值模拟,分析变流量工况下泵内各监测点的时域和频域特性。结果表明,螺旋混流式喷水推进泵内压... 为研究螺旋混流式喷水推进泵动静干涉的压力脉动特性,运用ANSYS Fluent软件基于RNGκ-ε湍流模型,采用SIMPLEC算法进行变流量工况下非定常数值模拟,分析变流量工况下泵内各监测点的时域和频域特性。结果表明,螺旋混流式喷水推进泵内压力脉动的振源主要位于叶轮与导叶交界处,压力系数的幅值最大,且压力脉动自交界面处分别向上、下游传播并逐渐减弱。在叶轮旋转区域,压力系数的幅值受径向位置的影响较强,在导叶静止区域,压力系数的幅值受径向位置的影响较弱。各监测点压力脉动的主频不受流量变化的影响,均为叶片通过频率。在叶轮进出口,压力系数受流量变化影响最为明显;叶轮出口处的压力脉动频谱较宽。在远离叶轮旋转区域,压力系数受流量变化的影响较小,监测点的主频集中在叶频处,压力脉动幅值较小,无高频脉动出现。研究成果可为喷水推进泵的噪声及振动控制提供参考。 展开更多
关键词 螺旋混流式喷水推进泵 压力脉动 变流量工况 数值模拟
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湿绕组电机主泵双金属飞轮钨合金棒尺寸优化设计
8
作者 李斌 张继革 +2 位作者 李天斌 刘昺轶 王德忠 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期921-927,共7页
针对湿绕组电机主泵双金属飞轮内嵌钨合金棒的特殊结构,在满足飞轮结构完整性和功耗要求的前提下,为了提高飞轮的转动惯量,对飞轮结构的关键参数进行优化设计是十分必要的。本文以钨合金棒直径为优化目标,利用优化设计软件Isight及有限... 针对湿绕组电机主泵双金属飞轮内嵌钨合金棒的特殊结构,在满足飞轮结构完整性和功耗要求的前提下,为了提高飞轮的转动惯量,对飞轮结构的关键参数进行优化设计是十分必要的。本文以钨合金棒直径为优化目标,利用优化设计软件Isight及有限元分析软件Workbench,对内嵌的双排钨合金棒直径尺寸进行优化设计,保证飞轮在满足应力强度要求的前提下,拥有较大的转动惯量,从而获得最优的飞轮结构。结果表明,优化后飞轮的应力极值为183.2 MPa,满足强度要求。飞轮整体的转动惯量为1 873.4 kgm2,比常规设计下的转动惯量增加8.2%。该方法对提高核主泵飞轮结构设计效率具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 湿绕组电机主泵 双金属飞轮 钨合金棒 优化设计
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离心泵可靠性分析及可靠度估算探讨 被引量：3
9
作者 谢小青 陈广福 李艳杰 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2021年第3期68-71,共4页
从可靠性、可靠度定义着手,简要回顾了可靠性工程的发展历史,着重介绍了离心泵可靠性指标的选择及确定、产品可靠性分析的方法及基本步骤,并以实际案例尝试给出一种离心泵可靠性分析及可靠度的计算方法。
关键词 离心泵 可靠性 可靠度 分析 估算
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石化离心泵设备系统工程振动偏大影响因素的探究 被引量：1
10
作者 张翼飞 谢小青 《化工设备与管道》 CAS 北大核心 2021年第4期51-54,59,共5页
从泵头和泵系统两方面对可能诱发石化离心泵工程振动偏大的影响原因进行梳理总结,并提出相应的解决方案。
关键词 泵系统 振动 影响因素
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