1000 MW核主泵水力计算与压力脉动分析
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1000MW核电厂循环水泵选型分析作者:何伟等来源:《科技视界》2015年第10期【摘要】循环水泵的配置关系到整个核电的初期投资和后续的经济效益。
随着国内核电的发展,机组功率的不断增加,对循环水泵容量和可靠性要求更高。
常用的循环水泵主要为混凝土蜗壳泵和金属混流泵。
本文根据不同循环水泵选型方案的列举和筛选,同时结合厂址的水温条件对核电站的循环水泵配置进行分析和选择。
【关键词】循环水泵;混凝土蜗壳泵;金属混流泵;经济效益0 前言循环水系统作为核电厂冷却系统,通过循环水泵从海水中取水,经凝汽器后将热量传递回大海。
考虑到核电机组前期的投资、后续的维修保养和运行的经济性及可靠性,如何选择合适的循环水泵类型就显得尤为重要。
国内1000MW核电厂设计通常采用海水直流冷却方式,海水从取水明渠进入循环水泵房,经循环水泵提升输送至汽轮机厂房的凝汽器,换热后排水至虹吸井,经排水明渠流入大海。
1 核电厂常用循环水泵1.1 类型从目前核电的发展来讲,常用的循环水泵主要有两种类型:混凝土蜗壳泵和金属混流泵。
混凝土蜗壳泵采用混凝土作为蜗壳、吸入喇叭口,进、出水流道的原材料,采用具有整流作用的肘形进水流道,因为流态相对较好,所以淹没深度较小。
由于蜗壳出水管的采用,叶轮可以设计成两种形式,即离心式叶轮和混流式叶轮,采用离心式叶轮时,泵相当于离心泵,其具有启动功率小、抗汽蚀性能强、流量—扬程曲线均匀无拐点[1]等优点;采用混流式叶片时,具有混流泵流量大的特点。
另外,泵的重量以及轴向水推力不需要电机承担,减小了电机轴承的受力。
金属混流泵的进水流态没有混凝土蜗壳泵的进水流态好,抗汽蚀性能较混凝土蜗壳泵差,所以需要较大的淹没深度,水泵重量以及轴向水推力均由电机承担。
该类型泵易于国产化,土建结构简单,便于安装检修,但是由于金属部件较多,为达到更好的抗腐蚀性,普遍采用了双相不锈钢的设计,另外,金属混流泵的叶片可分为固定叶片和可调叶片两种类型。
1000MW核电机组凝结水泵设计研究的开题报告一、研究背景核电厂中,凝结水泵是重要设备之一,主要用于循环冷却水的输送。
凝结水泵具有结构复杂、操作条件苛刻等特点,其性能安全性对核电厂运行具有重要影响。
因此,凝结水泵的设计、制造及运行维护等方面都需要进行深入研究。
二、研究内容和目的本研究将针对1000MW核电机组凝结水泵,从泵的结构设计、水力学分析和叶轮参数优化等方面进行研究。
其目的在于优化凝结水泵的结构,提高泵的运行效率和安全性。
具体研究内容如下:1. 对凝结水泵的输送介质、流量和压力等参数进行分析,确定凝结水泵的使用条件;2. 根据凝结水泵的使用条件,设计其结构,并进行强度校核;3. 对凝结水泵进行三维建模与水力学仿真分析,并优化叶轮参数;4. 进行凝结水泵的模型试制,并进行性能测试;5. 对试制结果进行评估和分析,验证凝结水泵的设计。
三、研究方法和步骤1. 文献调研:对凝结水泵的使用条件、设计原理、优化方法和传动方式等相关文献进行调研和研究;2. 结构设计:根据凝结水泵的使用条件,采用CAD等绘图软件进行结构设计,并进行强度计算;3. 数值仿真:对凝结水泵进行三维建模和流场分析,优化叶轮参数,尤其注重进出口流道和转子叶片的优化;4. 试制和测试:根据设计和仿真结果进行凝结水泵的试制,并对其性能进行测试,评估和分析试制效果;5. 总结和归纳:对试制结果进行总结,分析不足和改进方向,总结本研究的内容和贡献。
四、研究的意义和价值本研究的结果对提高1000MW核电机组凝结水泵的运行效率和安全性具有重要意义和价值。
同时,这也为核电行业相关设备的设计、制造和调试提供了参考和基础。
AP1000核电厂主泵电气回路研究【摘要】本文主要介绍了美国西屋公司非能动核电厂AP1000主泵电气回路一、二次设计的技术方案,并对可能的改进细节进行探讨,对可能的国产化方案进行研究。
【关键词】先进轻水堆;用户要求文件;设计控制文件;反应堆冷却剂系统;电厂控制系统;保护和安全监测系统;特殊监测系统前言AP1000是西屋公司设计提供的第三代核电轻水反应堆,它与传统的第二代或二代改进型的核电厂的主要差别之一就在于引入非能动安全系统,最大的特点设计简练,易于操作。
充分利用自然力来应对影响核安全的事故,从而使得传统核电厂冗余的安全能动系统设计得以简化,并且使大部分电气系统降为非安全级。
本文从技术引消吸的角度对AP1000核电厂主泵电气回路进行分析和研究。
核电厂冷却剂回路循环泵是核蒸汽供应系统主回路中除控制棒驱动机构外唯一能动部件。
主泵是核反应堆一回路的压力边界,其承压部件是核电厂防止放射性释放的第二道屏障。
主泵电气回路的持续、安全、可靠对反应堆的安全高效运行十分重要,有必要对其详细研究。
1.AP1000主泵电机介绍AP1000采用全密闭的屏蔽主泵,利用屏蔽主泵的外壳构筑反应堆压力容器一回路的压力边界,降低了一回路泄露的风险,减少二代核电站主泵必需而又复杂的轴承密封系统。
AP1000主泵是重要的一回路设备,采用美国EMD公司研制的屏蔽电动机泵。
该主泵采用屏蔽电机的无轴封离心泵,带有高惯量的惰性飞轮。
在假定丧失电源后,该转动惯量能提供强制流量和后续反应堆冷却剂系统RCS的自然循环一起充分冷却堆芯。
AP1000主泵由水力部件和电机部件两部分组成。
水力部件主要是由泵壳、叶轮和导叶等部件组成。
屏蔽电机是一种专门设计的立式、水冷、单绕组、四极、三相、鼠笼式的带有屏蔽转子和定子的感应电机。
电机的转子和定子绕组均采用屏蔽套,并完全浸没在一回路冷却剂中。
主泵可以正反转,不设置防逆转装置。
泵的本体安装了振动、速度、温度、电流、电压等传感器。
2020年第6期.41 •1000 MW核电厂配套主给水泵振动的处理李明(中广核工程有限公司,广东深圳;518000)摘要:以1000 M W 核电厂配套主给水泵轴承振动问题的处理为例,分析探讨水力学设计引起泵振动的处理。
1000 MW 核电厂配套主给水泵在进行出厂前的单泵工厂试验时发现性能试验和汽蚀试验合格,偏离额定工况流量点运 行时泵振动测量结果与合同要求相比较偏高。
通过对主给水泵轴承振动值的频谱分析,确定偏离额定工况流量点运行 时泵水力性能存在问题且水力部件相互作用明显,产生的水力涡动、脉动是振动偏高的主要原因;通过对水力部件尺 寸多次修整后测试,证明原因分析准确,采取措施有效,确实降低了主给水泵运行的振动值,使其满足设计要求,主 给水泵轴承振动超标问题得到有效解决。
关键词:核电站用泵主给水泵频谱分析水力叶轮蜗壳隔舌中图分类号:TH 311文献标识码:A引言1000 MW 核电厂配套主给水栗在进行出厂前 的单泵工厂试验中,发现性能试验和汽蚀试验合格 而泵振动测量结果与合同要求相比较偏高。
11000 M W 核电厂配套主给水泵轴承振动问题l .i振动测量结果偏离合同要求值某1000 MW 核电厂配套主给水泵供货合同要 求在75% ~ 110%额定流量工况下,轴承振动速率 不大于2.8 mm /s ,性能试验实测轴承最大振动速 率3.5 mm /S ;合同要求在其余工况轴承振动速率 不大于4.5 mm /s ,结果实测轴承最大振动速率 8. 4 m m /s 。
具体数据如表1所75。
从表1中数据可以看出,振动值远远超出合同 要求,需就振动情况进行相关分析后采取有效处理 措施,将振动值降低到合同要求范围内。
1. 2 1000 M W 核电厂配套主给水泵结构与性能简介1.2.1主给水泵结构该主给水泵为卧式蜗壳式单级双吸离心泵,剖切图如图1、图2所示。
主给水泵整体采用径向剖分结构形式,转子可由泵非驱动侧沿轴向抽出;杲采用双蜗壳结构(由2个180°分布布置的蜗室组成) 来抵消低流量下径向反作用力,使轴和轴承上作用 的径向力最小;栗单级叶轮采用双吸方式,使液体 从两侧对称流入叶轮,叶轮有前后盖板属于闭式叶 轮,叶轮上两侧叶片交错分布。
科学技术创新2020.231000MW 核主泵水力计算与压力脉动分析霍泽宇(哈尔滨电气动力装备有限公司,黑龙江哈尔滨150000)核主泵又叫做核电站反应堆冷却剂主泵,是核电站系统的重要组成部分之一,主要功能是为核反应堆冷却剂提供循环的动力,核主泵的运行既要满足水力的功能性要求,保证运行的稳定,又要考虑到压力脉动的影响。
核主泵内部结构较为复杂,受到叶顶间隙和轮毂旋转等边界因素的影响。
本文通过试验,对轴流式核主泵进行研究,主泵由泵壳、叶轮罩、导叶以及叶轮等部件组成,结构见图1。
首先采用稳态方法计算栗整机流场,将数值与试验值对比分析,确定CFD 数值计算方式的准确,然后又在计算中设置15个压力脉动监测点,用来研究主泵内部的压力脉动规律等情况。
1泵参数及模型1000MW 核电机组轴流泵叶轮设计参数为:设计流量Q=23790m 2/h 、扬程H=97.2m 、运行转速n=1484r/min 、比转速n,=450。
叶轮有5个叶片、14个导叶片。
轴频率f=24.77Hz 、叶轮通过频率fy=123.83、导叶通过频率fd=346.7。
根据参数建立计算模型,由叶轮罩、叶轮、导叶和泵壳组成。
2稳态核主泵水力计算2.1网格及边界条件主泵水力网格的数量以及分布情况对计算结果都会产生一定的影响,直接关系到计算过程中主泵运行的稳定以及数值计算结果的准确。
模型计算中采用的是六面体网格,在旋转部件、流动比较剧烈的位置以及静态壁面等地方都用加密的网格控制。
网格如图2。
流体模型采用的是RNG k-ε模型,进口区域指定了流量,出口区域设定压力边界,壁面无滑移边界。
2.2结果分析在核主泵中,冷却用水从泵壳的进口到出口这一流动过程中是具有一定的能量变化的,图3显示的是主泵剖面压力分布情况。
从图3可以看出,在泵进口到叶轮前阶段之间冷却水压力损失,在叶轮的入口处压力最小,然后叶轮旋转对冷却水开始作用,冷却水的压力随之加大,而后冷却水经过导叶,导叶将冷却水整流并将水速转化为压力能,此时冷却水的压力处于最强,最后冷却水流出泵口,压力逐渐降低。