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核电站冷却剂泵惰转过程水力部件内部能量转换研究

2021-10-22叶道星刘安林罗逸民陈俊霖

动力工程学报 2021年10期

叶道星,刘安林,罗逸民,陈俊霖

(1.西华大学 能源与动力工程学院,成都 610039;2.西华大学 流体及动力机械教育部重点实验室,成都 610039)

在核电站全厂停电的情况下,一回路冷却剂泵(核主泵)是保证反应堆冷却安全停堆的核心设备[1]。核电站全厂停电(SBO,station blackout)后,冷却剂泵转速迅速下降导致泵内部的流场急剧变化,动压能与静压能之间的能量转化非常复杂。因此,开展核电站一回路冷却剂泵在惰转过程中的能量转换研究,发现其各水力部件内部的能量转换规律非常重要。程效锐等[2]对不同体积流量以及空化流动条件下泵过流部件进行了能量转换特性研究,分析了冷却剂泵叶轮能量转换规律与叶片载荷分布规律的关联,根据不同体积流量工况下的叶轮性能曲线,叶片载荷有最优变化梯度;而后对比分析了不同工况下压水室内部流动特征、能量损失以及不同截面的动静压能变化规律,发现环形压水室内水力损失随着体积流量的增加近似呈线性增加趋势,在不同工况下环形压水室内部流动呈明显的非轴对称性[3-4]。程效锐等[5]采用RNGk-ε湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型对冷却剂泵模型泵进行了全流场空化模拟,得到冷却剂泵发生空化时叶轮内气泡分布规律,研究发现冷却剂泵内流体的能量主要由叶轮中后段提供,且从前盖板到后盖板,叶片的做功能力逐渐减弱。符丽[6]采用数值方法研究了空化流对冷却剂泵内部能量转换的影响,发现空化会干扰叶轮内流体流动;……

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