核主泵小流量工况压力脉动特性
2014-09-20朱荣生袁寿其王秀礼
振动与冲击 2014年17期
朱荣生,龙 云,付 强,袁寿其,王秀礼
(江苏大学 流体机械工程技术研究中心,江苏 镇江 212013)
核反应堆冷却剂主循环泵简称核主泵,是确保核电站安全和可靠运行的最关键动力设备,属于核I级泵,是核岛内唯一高速旋转设备,也是一回路的压力边界之一。核主泵长期稳定安全地运行对冷却堆芯、以及防止核电站事故的发生尤为重要,因此核主泵常被喻为核电站的心脏[1]。从瞬变工况下减少热应力和主泵运行工况特殊性的观点出发,轻水压水堆的主泵大都采用轴对称的桶型或者准球型泵壳,这使得主泵的结构明显区别常规离心泵。
核主泵在小流量工况运行时产生不稳定流动状态,叶轮高速旋转导致的叶轮和导叶间的动静干涉作用、边界层分离、二次回流,使泵产生振动、噪声、压力脉动等现象,严重时甚至会损害设备[2-4],核主泵运行不稳定极易引发核事故,甚至造成核泄漏。因此针对小流量工况下核主泵内部压力脉动的研究,对降低泵的振动和提高反应堆系统的稳定性有实际意义。
国内外学者针对泵的振动已有一些相关研究。陈向阳等[6]对国内某300MW核电站主泵压力脉动进行了研究,分析了叶轮和导叶附近的压力脉动特性。朱荣生等[7]通过对13种压水室出口收缩角的研究,分析了核主泵流道内的回流对压力脉动的影响。Yuan等[8]认为叶轮流道与蜗壳在黏滞边界层发生耦合,为了正确研究叶轮与蜗壳的耦合作用,必须同时考虑叶轮流道与蜗壳中的流动情况。……
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