检索结果-南通市图书馆

作者：刘安林西华大学

学位级别：硕士

反应堆冷却泵(The Reactor Coolant Pump,简称RCP,又名核主泵)作为核电站一回路唯一高速旋转设备,被称为核电系统的心脏。反应堆冷却泵的可靠运行关系着整个核电系统的安全运转。反应堆冷却泵在失去外部动力后会进入惰转过程,惰转中其... 详细信息

反应堆冷却泵(The Reactor Coolant Pump,简称RCP,又名核主泵)作为核电站一回路唯一高速旋转设备,被称为核电系统的心脏。反应堆冷却泵的可靠运行关系着整个核电系统的安全运转。反应堆冷却泵在失去外部动力后会进入惰转过程,惰转中其内部流动相对于正常工况更加复杂,压力脉动和能量特性的非定常变化是导致内部流动复杂的重要原因,对其研究可以为反应堆冷却泵的可靠运行提供一定的理论支撑。课题以一种混流式反应堆冷却泵作为对象,采用数值模拟的方法,计算了惰转下四个典型惰转流量时间(T)工况时反应堆冷却泵内部的流动状态。课题主要研究内容和成果如下:(1)课题对近年来我国的反应堆冷却泵的发展,以及反应堆冷却泵的惰转研究、压力脉动研究和能量特性研究进行了总结。根据项目条件构建反应堆冷却泵三维水体模型,之后采用六面体结构化网格对水体模型采用进行网格划分,最后用雷诺时均法进行数值计算。(2)对惰转过程中瞬态的压力脉动特性采用小波变换的方法进行分析。分析结果表明:惰转初期各流道中主要是高频脉动,且多数区域具有较为明显的规律性,其中导叶流道规律性最强;流道中压力脉动规律性与叶轮叶片数相关性较强;随着惰转的进行,压力脉动趋于稳定值,主要频率向低频转移,各部件流道内压力脉动规律性逐渐被破坏,其中导叶流道规律性变化趋势较为平缓;在惰转过程中,各流道内的压力系数最大变化率达到68.69%;叶轮出口YL4、导叶进口DY3和涡壳左侧V4的小波强度变化较为强烈,叶轮进口YL1、导叶出口DY3和涡壳出口隔舌区域V1的小波强度变化较为平稳。(3)结合熵产理论对反应堆冷却泵惰转下的能量特性进行分析。结果表明:惰转发生后,叶轮能量转换效率下降速率变化规律与转速减小规律相似;叶轮内局部高动压能区域随惰转的发展向叶轮出口偏移。随着惰转进行,导叶主要做功区域从导叶中部逐渐向导叶出口转移。涡壳的能量转换作用逐渐减弱,右侧隔舌低静压能区逐渐消失;涡壳内动压能损失较快。反应堆冷却泵内的熵产变化规律与流量和转速变化规律相似,且与动-静压能的变化有着密切的关联。TEG和S?最后都逐步趋近于零。涡壳的熵产比例远大于其他区域,占比大于60%。导叶区域所产生的单位体积能量损失多于其他区域。在0.5T工况下叶轮中的流体流动相较于其它工况更加稳定。

关键词：反应堆冷却泵惰转过程压力脉动小波变换能量特性熵产理论

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