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离心式上充泵首级叶轮空化特性与试验研究

原子能科学技术 2015年第10期49卷 1778-1785页

作者：朱荣生蒋旭松付强龙云王秀礼习毅江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013

为研究和改善核电站离心式上充泵首级叶轮空化性能,采用数值模拟方法进行优化分析。将叶片数改为4片,研究了泵的最佳空化性能、扬程和效率。结果表明,最大流量工况点扬程模拟值与试验值的相对误差为2.9%,空化余量相对误差为3.6%,试验结... 详细信息

为研究和改善核电站离心式上充泵首级叶轮空化性能,采用数值模拟方法进行优化分析。将叶片数改为4片,研究了泵的最佳空化性能、扬程和效率。结果表明,最大流量工况点扬程模拟值与试验值的相对误差为2.9%,空化余量相对误差为3.6%,试验结果和模拟结果相吻合。将空化细分为初生空化、发展空化、临界空化、严重空化和断裂空化5个阶段,分析表明:初生空化时汽泡首先出现在叶片进口背面处,临界空化状态以后叶片工作面也开始出现汽泡;在发展空化到严重空化状态之间,空化和叶轮蜗壳动静干涉共同影响叶轮内的压力脉动规律;严重空化状态之后,空化成为主要影响因素,压力脉动变得相对稳定,叶轮进口和中部的压力脉动幅值明显减小,但叶轮出口处仍然保持较高幅值且比较规律的压力脉动。

关键词：上充泵首级叶轮空化压力脉动数值模拟

CPR1000上充泵的轴功率优化及水力性能研究

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核动力工程 2019年第3期40卷 134-137页

作者：张强升马惠萍王岩沈伟吴超生态环境部核与辐射安全中心北京100082 上海阿波罗机械股份有限公司上海201401

通过分析CPR1000上充泵水力性能试验,发现导流体进口面积较大是轴功率偏高的主要原因,采取在各级导流体进口隔舌处焊接筋板的措施来改善上充泵水力性能。同时,借助有限元软件Ansys CFX对修改后方案的上充泵内部流场进行数值模拟,并与修... 详细信息

通过分析CPR1000上充泵水力性能试验,发现导流体进口面积较大是轴功率偏高的主要原因,采取在各级导流体进口隔舌处焊接筋板的措施来改善上充泵水力性能。同时,借助有限元软件Ansys CFX对修改后方案的上充泵内部流场进行数值模拟,并与修改方案前实测的水力性能数据对比,然后对上充泵水力性能进行试验验证研究。结果表明,上充泵的轴功率控制在650k W以下,可达到满足鉴定试验大纲及技术规格书的要求,提高了上充泵的安全性和可靠性。

关键词：上充泵轴功率水力性能导流体 Ansys CFX

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核电厂上充泵汽蚀诊断及整治研究

核动力工程 2016年第4期37卷 77-80页

作者：杨璋王合旭蒋彦龙孙程斌南京航空航天大学航空宇航学院南京210016 福建宁德核电有限公司福建宁德355200

研究压水堆核电厂卧式12级单吸中开筒袋式离心上充泵(RHM100-205.12)汽蚀的典型振动特征、产生原因及解决方案。上充泵上充工况运行时存在异常振动波动且波动幅度超过国标规定的报警值。监测发现上充泵的振动时域信号中存在明显瞬间冲击... 详细信息

研究压水堆核电厂卧式12级单吸中开筒袋式离心上充泵(RHM100-205.12)汽蚀的典型振动特征、产生原因及解决方案。上充泵上充工况运行时存在异常振动波动且波动幅度超过国标规定的报警值。监测发现上充泵的振动时域信号中存在明显瞬间冲击,频域信号中存在叶片通过频率等谐波分量与宽带噪声,诊断首级叶轮处产生汽蚀,大修解体检查确认首级导叶顶部叶片前缘处被汽蚀严重破坏。上充泵汽蚀的产生,主要原因是汽蚀安全余量k值偏小。现场试验表明改变首级导叶叶片前缘与叶轮叶片尾缘间径向间隙能极大影响汽蚀程度,可用于提高k值。将间隙扩大1 mm后,汽蚀破坏显著改善。研究表明:监测RHM型上充泵入口侧垂直方向振动测点的典型振动特征可简易诊断汽蚀故障;扩大首级导叶叶片与叶轮叶片间径向间隙能有效缓解汽蚀。

关键词：上充泵汽蚀振动频谱

核电站离心式上充泵转子系统临界转速计算分析

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热能动力工程 2012年第5期27卷 604-609,629页

作者：付强袁寿其朱荣生江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013

采用有限元ANSYS软件建立离心式上充泵转子部件三维模型和划分有限元网格,分别对转子部件进行干态和湿态下的固有模态分析、两支承与三支承模态分析和临界转速计算。模态分析结果显示干态的基频228.37.41 Hz,湿态基频为253.40 Hz,湿态... 详细信息

采用有限元ANSYS软件建立离心式上充泵转子部件三维模型和划分有限元网格,分别对转子部件进行干态和湿态下的固有模态分析、两支承与三支承模态分析和临界转速计算。模态分析结果显示干态的基频228.37.41 Hz,湿态基频为253.40 Hz,湿态比干态基频提高10.96%;两支承时基频为72.63 Hz,比三支承降低了71.33%;临界转速计算结果为13702.5 r/min,与上充泵的实际额定转速为4500 r/min相比,高出204.48%,表明临界转速满足要求。

关键词：核电站上充泵转子系统临界转速有限元

1000MW核电站双壳体离心式上充泵抗震计算

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动力工程学报 2012年第7期32卷 569-576页

作者：付强袁寿其朱荣生王秀礼欧鸣雄江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013

采用有限元Ansys软件建立离心式上充泵三维模型和划分有限元网格,对其结构进行固有模态分析,并采用静力法按SSE地震载荷计算上充泵的抗震性能,并将自重、温度、工作压力等载荷的作用结果与地震载荷的作用结果按SRSS组合.结果表明:离心... 详细信息

采用有限元Ansys软件建立离心式上充泵三维模型和划分有限元网格,对其结构进行固有模态分析,并采用静力法按SSE地震载荷计算上充泵的抗震性能,并将自重、温度、工作压力等载荷的作用结果与地震载荷的作用结果按SRSS组合.结果表明:离心式上充泵结构的基频为655.13Hz,远大于33Hz,为刚性结构;上充泵最大Von Mises等效应力发生在外壳体中部,为103.40MPa,小于ASME-Ⅱ所确定的该材料许用应力140.23MPa;位移最大响应发生在外壳体中部,为0.143mm,远小于各部件最小1mm间隙,满足抗震规范要求.

关键词：核电站上充泵抗震计算等效应力有限元

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核电站离心式上充泵多工况水力设计

排灌机械工程学报 2010年第3期28卷 185-189页

作者：袁寿其付强朱荣生江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013 江苏国泉泵业制造有限公司江苏镇江212009

离心式上充泵为多级双壳体结构,根据核电站系统要求,其水力性能需同时满足5个工况点.为实现上充泵多工况水力设计,在系统总结离心泵非设计工况研究进展的基础上,提出了多种叶轮水力设计方案优化组合与叶轮多工况水力设计相结合的技术,... 详细信息

离心式上充泵为多级双壳体结构,根据核电站系统要求,其水力性能需同时满足5个工况点.为实现上充泵多工况水力设计,在系统总结离心泵非设计工况研究进展的基础上,提出了多种叶轮水力设计方案优化组合与叶轮多工况水力设计相结合的技术,并进行了上充泵多工况水力设计实践.利用多级离心泵叶轮组合原则对上充泵所要求的多工况点进行拆分,得到不同叶轮性能曲线优化组合设计方案,分别进行首级叶轮、2-4级叶轮和5-12级叶轮水力设计.按照设计方案制造4级泵样机(转速2 950 r/min),并进行性能试验.试验结果换算到4 500 r/min与规定值对比表明,有4个工况点满足要求,大于规定值2.6%;仅最大流量工况扬程偏低,低于规定值11.8%,实现了多工况水力设计目的.

关键词：核电站离心泵上充泵离心式上充泵多工况水力设计

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马氏体不锈钢上充泵的去污研究

辐射防护 2009年第1期29卷 50-54,F0004页

作者：邬强王川张建博郑亮杨晨曾进忠中国辐射防护研究院太原030006 核电秦山联营有限公司浙江海盐314300

本文介绍了某核电站在换料大修期间进行的马氏体不锈钢上充泵去污工作。针对马氏体不锈钢在常规去污过程中出现的沉积现象,分析探讨了马氏体不锈钢的化学特性,通过改进去污工艺,调整去污工艺的pH值,缩短反应时间,以及降低反应温度,防止... 详细信息

本文介绍了某核电站在换料大修期间进行的马氏体不锈钢上充泵去污工作。针对马氏体不锈钢在常规去污过程中出现的沉积现象,分析探讨了马氏体不锈钢的化学特性,通过改进去污工艺,调整去污工艺的pH值,缩短反应时间,以及降低反应温度,防止了马氏体不锈钢的沉积现象,同时又保证了工艺的整体氧化还原能力。本文总结了此次上充泵去污工作的经验,希望对未来马氏体不锈钢的去污工作提供借鉴。

关键词：上充泵马氏体不锈钢放射性去污

百万千瓦压水堆核电站核级上充泵样机研制概述

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水泵技术 2010年第5期 21-23页

作者：庞志梅李猛王艳蕊沈阳鼓风机集团有限公司核电设计部 110869

上充泵是核电站的化学和容积控制系统(RCV)的组成部分,列述上充泵的主要功能和特点、上充泵的性能参数、泵的结构设计和各细部设计,概述研发要点。

关键词：核电站用泵上充泵性能参数振动要求结构设计

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核电上充泵螺旋密封的动力学优化与试验研究

核电上充泵螺旋密封的动力学优化与试验研究

作者：艾仁杰哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

螺旋密封凭借其良好的密封性能被广泛应用在高速离心机、核动力和空间装置等旋转机械中。目前国内外专家学者对于螺旋密封的优化研究大多停留在仅研究螺旋密封结构本身,但是随着上充泵向着高性能、大流量、高转速的方向发展,其内部流体... 详细信息

螺旋密封凭借其良好的密封性能被广泛应用在高速离心机、核动力和空间装置等旋转机械中。目前国内外专家学者对于螺旋密封的优化研究大多停留在仅研究螺旋密封结构本身,但是随着上充泵向着高性能、大流量、高转速的方向发展,其内部流体的流速与压差不断增大、流体对转子轴承的作用力也不断增大,导致泵体内部的振动噪声与稳定性的问题越来越突出,仅研究密封结构已经无法满足现代泵组的设计需求。为了保证上充泵的稳定安全运行,本文从转子-轴承-螺旋密封系统的角度出发开展了对螺旋密封的研究工作。主要研究内容如下:（1）核电上充泵螺旋密封流体分析模型的建立。利用Pro/Enginee建立螺旋密封三维模型,用CFD ICEM对三维模型进行网格划分,然后对网格的划分进行无关性验证,确定网格模型。对动网格分析瞬态问题进行讨论,确定了本文对螺旋密封动力学特性的研究方法,即动网格瞬态计算法。（2）对核电上充泵螺旋密封泄漏特性进行分析。为了对转子-轴承-密封系统的研究提供理论基础,本文采用CFD软件对螺旋密封在不同结构参数及不同运行参数下的泄漏情况进行数值模拟,获得了螺旋角、相对槽深、转子转速对螺旋密封的泄漏特性的影响规律,以及转速对转子的受力的影响情况。（3）针对当前将螺旋密封应用在转子-轴承-密封系统下进行的非线性动力学研究不足的情况,本文建立了转子-轴承-螺旋密封系统非线性动力学模型并对其进行分析。首先,讨论说明了系统油膜力模型,根据系统的动力学特性,建立转子-轴承系统双向运动分析方程,通过数值方法,研究了轴向作用力与横向作用力对模型振动的影响,进而推导出横-轴双向振动模型,并且运用自编程序对转子-轴承系统双向耦合模型动力学系数进行求解;其次,在此基础上建立转子-轴承-螺旋密封系统动力学模型,研究不同密封结构参数对转子-轴承-密封系统动力学特性的影响;最后,根据研究的结论对整个密封系统行减振优化,为今后螺旋密封动力学的优化提供理论指导。（4）设计和建造密封泄漏特性及动力学特性试验台验证所得结论。根据实验台的功能原理制定了试验的方案,推导出数据处理方法。选用两种不同螺旋角的螺旋密封进行试验,通过实验验证前文所得结论的准确性,并对数值分析结果进行进一步的优化。

关键词：转子-轴承-密封系统螺旋密封动力学特性结构优化上充泵