第三代非能動壓水堆核電技術采用非能動、簡化設計理念,顯著降低放射性介質泄漏概率以提升安全性。堆芯泄漏的高安全性,要求用屏屏蔽泵替代傳統(tǒng)軸封泵。由于屏蔽泵將冷卻劑介質引入電機內部,導致主泵電機的水力功耗顯著增加,給電機的設計帶來了巨大挑戰(zhàn)。本文圍繞大功率屏蔽電機轉子系統(tǒng)水力損耗預測這一問題,以屏蔽式電機有源多回路復雜間隙流道高湍動流動介質作為對象,研究渦伴生間隙環(huán)流邊界速度結構特征;探索流固界面對間隙環(huán)流分區(qū)雙模式能量輸運機理影響;針對設計期望壓力循環(huán)冷卻流動與非期望粘性剪切流,基于間隙流動能量輸運機理建立屏蔽電機轉子水力損耗預測模型,實現(xiàn)大功率屏蔽電機水力損耗預測,揭示大功率屏蔽電機轉子系統(tǒng)水力損耗組成及其對主泵擴容設計效率的影響規(guī)律。本文研究工作主要包括以下三方面內容:一、間隙環(huán)流泰勒渦演化規(guī)律及其對環(huán)流速度結構影響為揭示間隙環(huán)流速度沿徑向變化規(guī)律,以獲得屏蔽電機內冷介質粘性剪切阻力矩,采用CFD仿真分析方法,研究了定間隙條件下間隙環(huán)流內部泰勒渦隨轉子轉速的變化過程,揭示了泰勒渦對間隙環(huán)流速度結構的影響規(guī)律;研究了不同間隙比條件下間隙環(huán)流內部泰勒渦的演化及畸變規(guī)律,結果表明泰勒渦的存...

【文章頁數(shù)】：153 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明表
第一章 緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 課題研究現(xiàn)狀綜述
        1.2.1 核主泵技術構型與性能研究現(xiàn)狀
        1.2.2 間隙環(huán)流速度結構特征研究現(xiàn)狀
        1.2.3 間隙環(huán)流能量輸運機理研究現(xiàn)狀
    1.3 存在的主要問題
    1.4 研究目標與內容
        1.4.1 研究目標
        1.4.2 研究內容
第二章 渦伴生間隙環(huán)流對流動邊界速度結構影響
    2.1 引言
    2.2 間隙環(huán)流流動速度結構仿真基礎
    2.3 定間隙渦伴生間隙環(huán)流速度結構
        2.3.1 定間隙渦伴生間隙環(huán)流速度結構建模
        2.3.2 定間隙渦伴生間隙環(huán)流速度結構仿真
    2.4 變間隙渦伴生間隙環(huán)流速度結構
        2.4.1 變間隙渦伴生間隙環(huán)流速度結構建模
        2.4.2 變間隙渦伴生間隙環(huán)流速度結構仿真
    2.5 渦伴生間隙環(huán)流流動特性實驗研究
        2.5.1 間隙環(huán)流流動特性實驗測試系統(tǒng)
        2.5.2 間隙環(huán)流流動特性實驗測試結果
    2.6 本章小結
第三章 流固界面對間隙環(huán)流邊界輸運特性影響
    3.1 引言
    3.2 間隙環(huán)流能量輸運機理建模理論基礎
    3.3 間隙環(huán)流分區(qū)雙模式能量輸運機理建模
        3.3.1 間隙環(huán)流分區(qū)雙模式輸運機理建模
        3.3.2 流固界面影響間隙環(huán)流輸運特性分析
    3.4 流固界面對間隙環(huán)流輸運機理影響測試系統(tǒng)
        3.4.1 流固界面影響流動邊界輸運機理測試原理
        3.4.2 流固界面影響流動邊界輸運機理測試系統(tǒng)
    3.5 流固界面影響間隙環(huán)流阻力特性實驗測試
        3.5.1 流固界面表面幾何結構特性測試與表征
        3.5.2 流固界面影響間隙環(huán)流輸運特性測試
    3.6 本章小結
第四章 屏蔽電機水力損耗對主泵擴容設計效率影響規(guī)律
    4.1 引言
    4.2 屏蔽電機轉子系統(tǒng)水力損耗建模
        4.2.1 屏蔽電機內冷回路間隙流動特征分析
        4.2.2 屏蔽電機轉子系統(tǒng)水力功率損耗建模
    4.3 縮尺屏蔽電機水力損耗實驗驗證
        4.3.1 縮尺屏蔽電機水力損耗測試系統(tǒng)
        4.3.2 縮尺屏蔽電機水力損耗預測驗證
    4.4 大功率屏蔽電機轉子系統(tǒng)水力損耗預測
        4.4.1 AP1000 屏蔽電機轉子系統(tǒng)水力損耗預測
        4.4.2 CAP1400 核主泵屏蔽電機水力功率損耗預測
    4.5 屏蔽電機增尺擴容對主泵效率的影響
        4.5.1 大功率屏蔽電機增尺擴容設計尺度預測
        4.5.2 大功率屏蔽泵增尺擴容對主泵效率的影響
    4.6 本章小結
第五章 全文總結與展望
    5.1 研究工作總結
    5.2 論文的主要創(chuàng)新點
    5.3 研究展望
參考文獻
攻讀博士期間論文投遞與專利申請
    1.投遞發(fā)表論文情況
    2.公開與授權發(fā)明專利
    3.相關科研課題參與情況
致謝



本文編號：3803784