主管道管徑對主泵性能的影響分析
發(fā)布時間：2021-09-23 01:06
針對壓水堆核主泵及其2種不同的主管道冷段管徑配置方案,將核主泵與主管道組合建立三維模型,采用六面體結構化網(wǎng)格劃分并進行了整個流動區(qū)域的非定常流動特性數(shù)值計算,得出了不同的主管道冷段配置方案下泵內及管道內的非定常壓力脈動特性。分析結果表明:增加冷段管徑使主泵本身效率降低,但由于相接的冷段管徑增大使水力損失降低,整個系統(tǒng)效率提高了1.3%;配置較大管徑冷段可以明顯降低過渡段的壓力脈動幅值;2種冷段管徑方案的泵內導葉入口位置和壓水室內的壓力脈動幅值差別較小,冷段內壓力脈動幅值也較小,且均呈現(xiàn)出無周期和無規(guī)律特性;配置較大管徑冷段會使軸向力脈動幅值略有降低。
【文章來源】：核動力工程. 2020,41(02)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
主管道和主泵組合模型
王巖等：主管道管徑對主泵性能的影響分析127a系統(tǒng)計算域b導葉圖2壓力監(jiān)測點布置圖Fig.2LayoutofPressureMonitoringPointsdyrk、dyck、yss—泵內部截面監(jiān)測點。在壓水室內部，以壓水室的水平中截面為監(jiān)測面，取3個不同半徑的圓，圓與坐標軸的交點作為監(jiān)測點，分別位于0°、90°、180°和270°（1對應0°，2對應90°，3對應180°，4對應270°），壓水室內共設置12個監(jiān)測點。3性能預測和流場分析主泵與過渡段和冷段組合的性能預測結果如表1所示。在組合模型計算中，計算主泵性能參數(shù)所選取的截面與單獨計算主泵（單一主泵計算模型不包含過渡段和冷段）性能時所用的截面完全相同，以揭示主管道對主泵性能的影響。根據(jù)表1可知，在過渡段和冷段中均存在一定的水力損失，其中過渡段的水力損失占泵總輸出能量的1.25%左右，過渡段的水力損失的大小與冷段管徑的變化基本無關，而冷段的水力損失隨管徑的變化有明顯的不同，當冷段直徑為Φ698mm時，水力損失較大，占泵總輸出能量的3.3%；當冷段直徑為Φ787mm時，水力損失降低明顯，水力損失占泵總輸出能量的1.4%左右，與過渡段接近，但管道和泵系統(tǒng)效率比管徑增大前高出1.3%。圖3為3種組合模型中主泵的性能曲線。在0~1500m3/h（0.6Qd）流量范圍內，冷段管徑的增大使主泵的揚程明顯提高，并使軸功率明顯增大。在1500~24680m3/h（Qd）流量范圍內，主管道對主泵的性能影響相對較小，揚程、軸功率和效率變化不大。當流量大于Qd時，冷段管徑的增大使泵的揚程、軸功率和效率都略有降低。圖4為2種組合模型的系統(tǒng)性能曲線。在設計工況點附近，即在（0.8~1.2）Qd流量范圍內，增大主管道冷段管徑可使系統(tǒng)的揚程和軸功率增大，系統(tǒng)效率明顯提?
計算主泵（單一主泵計算模型不包含過渡段和冷段）性能時所用的截面完全相同，以揭示主管道對主泵性能的影響。根據(jù)表1可知，在過渡段和冷段中均存在一定的水力損失，其中過渡段的水力損失占泵總輸出能量的1.25%左右，過渡段的水力損失的大小與冷段管徑的變化基本無關，而冷段的水力損失隨管徑的變化有明顯的不同，當冷段直徑為Φ698mm時，水力損失較大，占泵總輸出能量的3.3%；當冷段直徑為Φ787mm時，水力損失降低明顯，水力損失占泵總輸出能量的1.4%左右，與過渡段接近，但管道和泵系統(tǒng)效率比管徑增大前高出1.3%。圖3為3種組合模型中主泵的性能曲線。在0~1500m3/h（0.6Qd）流量范圍內，冷段管徑的增大使主泵的揚程明顯提高，并使軸功率明顯增大。在1500~24680m3/h（Qd）流量范圍內，主管道對主泵的性能影響相對較小，揚程、軸功率和效率變化不大。當流量大于Qd時，冷段管徑的增大使泵的揚程、軸功率和效率都略有降低。圖4為2種組合模型的系統(tǒng)性能曲線。在設計工況點附近，即在（0.8~1.2）Qd流量范圍內，增大主管道冷段管徑可使系統(tǒng)的揚程和軸功率增大，系統(tǒng)效率明顯提高。圖3主泵性能曲線Fig.3PerformanceCurveofPrimaryPump表1設計工況點各組合模型性能預測結果Table1PerformancePredictionResultsofEachCombinationModelatDesignWorkingPoint序號組合模型揚程/m軸功率/kW效率/%葉輪水力效率/%葉輪揚程/m導葉水力損失/m壓水室水力損失/m過渡段水力損失/m冷段水力主泵組合模型主泵組合模型損失/m1單一主泵105.46—6308.61983.73—91.89115.734.096.56——2組合模型1（主泵+方案1）107.67102.886379.85484.5380.7692.62117.974.046.261.253.533組合模型2?
本文編號：3404720
【文章來源】：核動力工程. 2020,41(02)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
主管道和主泵組合模型
王巖等：主管道管徑對主泵性能的影響分析127a系統(tǒng)計算域b導葉圖2壓力監(jiān)測點布置圖Fig.2LayoutofPressureMonitoringPointsdyrk、dyck、yss—泵內部截面監(jiān)測點。在壓水室內部，以壓水室的水平中截面為監(jiān)測面，取3個不同半徑的圓，圓與坐標軸的交點作為監(jiān)測點，分別位于0°、90°、180°和270°（1對應0°，2對應90°，3對應180°，4對應270°），壓水室內共設置12個監(jiān)測點。3性能預測和流場分析主泵與過渡段和冷段組合的性能預測結果如表1所示。在組合模型計算中，計算主泵性能參數(shù)所選取的截面與單獨計算主泵（單一主泵計算模型不包含過渡段和冷段）性能時所用的截面完全相同，以揭示主管道對主泵性能的影響。根據(jù)表1可知，在過渡段和冷段中均存在一定的水力損失，其中過渡段的水力損失占泵總輸出能量的1.25%左右，過渡段的水力損失的大小與冷段管徑的變化基本無關，而冷段的水力損失隨管徑的變化有明顯的不同，當冷段直徑為Φ698mm時，水力損失較大，占泵總輸出能量的3.3%；當冷段直徑為Φ787mm時，水力損失降低明顯，水力損失占泵總輸出能量的1.4%左右，與過渡段接近，但管道和泵系統(tǒng)效率比管徑增大前高出1.3%。圖3為3種組合模型中主泵的性能曲線。在0~1500m3/h（0.6Qd）流量范圍內，冷段管徑的增大使主泵的揚程明顯提高，并使軸功率明顯增大。在1500~24680m3/h（Qd）流量范圍內，主管道對主泵的性能影響相對較小，揚程、軸功率和效率變化不大。當流量大于Qd時，冷段管徑的增大使泵的揚程、軸功率和效率都略有降低。圖4為2種組合模型的系統(tǒng)性能曲線。在設計工況點附近，即在（0.8~1.2）Qd流量范圍內，增大主管道冷段管徑可使系統(tǒng)的揚程和軸功率增大，系統(tǒng)效率明顯提?
計算主泵（單一主泵計算模型不包含過渡段和冷段）性能時所用的截面完全相同，以揭示主管道對主泵性能的影響。根據(jù)表1可知，在過渡段和冷段中均存在一定的水力損失，其中過渡段的水力損失占泵總輸出能量的1.25%左右，過渡段的水力損失的大小與冷段管徑的變化基本無關，而冷段的水力損失隨管徑的變化有明顯的不同，當冷段直徑為Φ698mm時，水力損失較大，占泵總輸出能量的3.3%；當冷段直徑為Φ787mm時，水力損失降低明顯，水力損失占泵總輸出能量的1.4%左右，與過渡段接近，但管道和泵系統(tǒng)效率比管徑增大前高出1.3%。圖3為3種組合模型中主泵的性能曲線。在0~1500m3/h（0.6Qd）流量范圍內，冷段管徑的增大使主泵的揚程明顯提高，并使軸功率明顯增大。在1500~24680m3/h（Qd）流量范圍內，主管道對主泵的性能影響相對較小，揚程、軸功率和效率變化不大。當流量大于Qd時，冷段管徑的增大使泵的揚程、軸功率和效率都略有降低。圖4為2種組合模型的系統(tǒng)性能曲線。在設計工況點附近，即在（0.8~1.2）Qd流量范圍內，增大主管道冷段管徑可使系統(tǒng)的揚程和軸功率增大，系統(tǒng)效率明顯提高。圖3主泵性能曲線Fig.3PerformanceCurveofPrimaryPump表1設計工況點各組合模型性能預測結果Table1PerformancePredictionResultsofEachCombinationModelatDesignWorkingPoint序號組合模型揚程/m軸功率/kW效率/%葉輪水力效率/%葉輪揚程/m導葉水力損失/m壓水室水力損失/m過渡段水力損失/m冷段水力主泵組合模型主泵組合模型損失/m1單一主泵105.46—6308.61983.73—91.89115.734.096.56——2組合模型1（主泵+方案1）107.67102.886379.85484.5380.7692.62117.974.046.261.253.533組合模型2?
本文編號：3404720
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