一種多源約束下的大功率屏蔽電機(jī)核主泵高效水力模型的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及葉片泵【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種多源約束下的大功率屏蔽電機(jī)核主泵高效水力模型，包括：葉輪以及與之相匹配的導(dǎo)葉；葉輪由六個(gè)動(dòng)葉片構(gòu)成，葉輪進(jìn)水邊為強(qiáng)后彎扭，葉輪的葉型為變包角三維空間扭曲型；導(dǎo)葉由十五個(gè)靜葉片構(gòu)成，導(dǎo)葉為空間式與徑向式相結(jié)合的彎扭型。本發(fā)明的水力模型由葉輪以及與之相匹配的導(dǎo)葉組成，增加了葉輪模態(tài)節(jié)徑數(shù)避免發(fā)生低節(jié)徑共振，降低了動(dòng)靜干涉效應(yīng)；葉輪進(jìn)水邊為強(qiáng)后彎扭，增加了過流能力同時(shí)兼顧良好汽蝕性能，葉輪的葉型為變包角三維空間扭曲型，改善了流動(dòng)狀態(tài)，獲得高效率降低功率；采用空間式與徑向式相結(jié)合的彎扭型導(dǎo)葉，增加了導(dǎo)流能力，與等截面準(zhǔn)球形壓水室匹配，減少流動(dòng)損失提高了整體效率。
【專利說明】—種多源約束下的大功率屏蔽電機(jī)核主泵高效水力模型
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及葉片泵【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種多源約束下的大功率屏蔽電機(jī)核主泵高效水力模型。
【背景技術(shù)】
[0002]核主泵是核電站反應(yīng)唯一回路主要承壓邊界，也是唯一的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，有核電站“心臟”之稱。其中，核主泵過流部件是與高溫高壓冷卻劑相互作用最顯著的部件，是維持冷卻劑不間斷循環(huán)的動(dòng)力來源；其性能不僅對核主泵整體性能有決定性的影響，而且對核主泵其他部件的設(shè)計(jì)也起著至關(guān)重要的作用；核主泵長周期的安全運(yùn)行、高穩(wěn)定性以及長壽命都與過流部件的性能息息相關(guān)。
[0003]CAP1400是我國自主研發(fā)的大型屏蔽電機(jī)核主泵，其要求提供的冷卻劑流量高于目前引進(jìn)世界最先進(jìn)的AP1000屏蔽電機(jī)主泵的設(shè)計(jì)指標(biāo)。有諸多苛刻的約束條件，如:限制壓水室尺寸與結(jié)構(gòu)形式、在特定等截面準(zhǔn)球形壓水室限制下不但要提供更多的流量而且要減少電機(jī)功率輸出、要求設(shè)計(jì)工況下具有高效水力性能等。
[0004]因此，亟待一種多源約束下的大功率屏蔽電機(jī)核主泵高效水力模型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:為了解決上述大功率屏蔽電機(jī)主泵水力設(shè)計(jì)問題，提供一種多源約束下的大功率屏蔽電機(jī)核主泵高效水力模型，在結(jié)構(gòu)形式與尺寸限定下具有高效率、大流量、低功率的水力性能。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:提供了一種多源約束下的大功率屏蔽電機(jī)核主泵高效水力模型，所述水力模型適用于在結(jié)構(gòu)形式與尺寸限定的等截面球形壓水室下有高效率、大流量、低功率要求的CAP1400屏蔽電機(jī)主泵，進(jìn)一步包括:葉輪I以及與之相匹配的導(dǎo)葉2 ;所述葉輪I由六個(gè)動(dòng)葉片構(gòu)成，葉輪進(jìn)水邊5為強(qiáng)后彎扭，葉輪的葉型為變包角三維空間扭曲型；所述導(dǎo)葉2由十五個(gè)靜葉片構(gòu)成，導(dǎo)葉2的葉片為空間式與徑向式相結(jié)合的彎扭型。
[0007]其中:所述葉輪I的六個(gè)動(dòng)葉片與導(dǎo)葉2的十五個(gè)靜葉片相匹配。
[0008]其中:所述葉輪進(jìn)水邊5的后蓋板側(cè)6為強(qiáng)后彎扭,后蓋板側(cè)6包角大于前蓋板側(cè)7包角40度。
[0009]其中:所述導(dǎo)葉進(jìn)水邊3為扭曲空間式，導(dǎo)葉出水邊4為彎曲徑向式，兩者相結(jié)合成彎扭型，葉片平均包角為35度，且導(dǎo)葉進(jìn)水邊3與導(dǎo)葉出水邊4均與軸線9平行。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的水力模型由葉輪以及與之相匹配的導(dǎo)葉組成，葉輪采用六個(gè)動(dòng)葉片，導(dǎo)葉采用十五個(gè)靜葉片，增加了葉輪模態(tài)節(jié)徑數(shù)避免發(fā)生低節(jié)徑共振，降低了動(dòng)靜干涉效應(yīng)；葉輪進(jìn)水邊為強(qiáng)后彎扭，增加了過流能力同時(shí)兼顧良好汽蝕性能，葉輪的葉型為變包角三維空間扭曲型，改善流動(dòng)狀態(tài)，獲得高效率降低功率；采用空間式與徑向式相結(jié)合的彎扭型導(dǎo)葉，增加了導(dǎo)流能力，與等截面準(zhǔn)球形壓水室匹配以減少流動(dòng)損失 提高整體效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的水力模型軸面示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明的葉輪進(jìn)口平面示意圖。
[0013]圖3是本發(fā)明的葉輪葉型示意圖。
[0014]圖4是本發(fā)明的與葉輪相匹配的導(dǎo)葉平面示意圖。
[0015]圖中:1_葉輪；2-導(dǎo)葉；3_導(dǎo)葉進(jìn)水邊；4_導(dǎo)葉出水邊；5_葉輪進(jìn)水邊；6_后蓋板側(cè)；7_前蓋板側(cè)，8-進(jìn)口，9-軸線。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明一種多源約束下的大功率屏蔽電機(jī)核主泵高效水力模型，所述水力模型即過流部件適用于在結(jié)構(gòu)形式與尺寸限定的等截面球形壓水室下有高效率、大流量、低功率要求的CAP1400屏蔽電機(jī)主泵，進(jìn)一步包括:葉輪I以及與之相匹配的導(dǎo)葉2 ;所述葉輪I由六個(gè)動(dòng)葉片構(gòu)成，葉輪進(jìn)水邊5為強(qiáng)后彎扭，葉輪的葉型為變包角三維空間扭曲型；所述導(dǎo)葉2由十五個(gè)靜葉片構(gòu)成，導(dǎo)葉2的葉片為空間式與徑向式相結(jié)合的彎扭型。
[0017]所述葉輪I的六個(gè)動(dòng)葉片與導(dǎo)葉2的十五個(gè)靜葉片相匹配。
[0018]所述葉輪進(jìn)水邊5的后蓋板側(cè)6為強(qiáng)后彎扭,后蓋板側(cè)6包角大于前蓋板側(cè)7包角40度。
[0019]所述導(dǎo)葉進(jìn)水邊3為扭曲空間式，導(dǎo)葉出水邊4為彎曲徑向式，兩者相結(jié)合成彎扭型，葉片平均包角為35度，且導(dǎo)葉進(jìn)水邊3與導(dǎo)葉出水邊4均與軸線9平行。
[0020]下面結(jié)合附圖和驗(yàn)證試驗(yàn)對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]參照圖1，本發(fā)明一種多源約束下的大功率屏蔽電機(jī)核主泵高效水力模型由葉輪I和導(dǎo)葉2構(gòu)成，所述葉輪I為閉式葉輪。
[0022]參照圖2和圖3，葉輪進(jìn)水邊5向后蓋板側(cè)6彎扭，葉輪的葉型成空間扭曲型；由圖2中兩虛線間可見，葉片包角由后蓋板側(cè)6向前蓋板側(cè)7逐漸減小，后蓋板側(cè)6包角大于前蓋板側(cè)7包角40度。
[0023]參照圖4，導(dǎo)葉2包括十五個(gè)靜葉片，導(dǎo)葉進(jìn)水邊3為空間扭曲，導(dǎo)葉出水邊4為徑
向彎曲。
[0024]本發(fā)明的制備方法為:首先依據(jù)CAP1400核主泵參數(shù)要求進(jìn)行1:2.5比例縮尺；然后利用貝塞爾曲線參數(shù)化全三維設(shè)計(jì)，借助CFD計(jì)算進(jìn)行優(yōu)化；最后采用3D快速成型技術(shù)精密鑄造。
[0025]本發(fā)明在“國家工業(yè)泵質(zhì)量監(jiān)督檢測中心”進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。驗(yàn)證試驗(yàn)與真機(jī)工況換算結(jié)果為:
(O設(shè)計(jì)參數(shù)下水力模型實(shí)測效率為81.7%，換算到真機(jī)工況其效率高達(dá)86.45%。
[0026](2)換算到真機(jī)工況流量為21662m~3/h，達(dá)到CAP1400核主泵過流量要求，大流量下消耗功率僅為6146kw。
[0027](3)實(shí)測必需汽蝕余量NPSH3為10.46m，在高效率、大流量下兼顧良好汽蝕性能。
[0028]綜上所述，本發(fā)明能夠滿足大功率屏蔽電機(jī)核主泵所需要達(dá)到的各項(xiàng)苛刻條件，能夠?yàn)镃AP1400屏蔽電機(jī)核主泵過流部件水力設(shè)計(jì)提供借鑒。
[0029]以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定發(fā)明的具體實(shí)施僅限于這些說明。對本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思的前提下，還可以做出簡單的推演及替換，都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多源約束下的大功率屏蔽電機(jī)核主泵高效水力模型，包括:葉輪(I)以及與之相匹配的導(dǎo)葉(2);其特征在于:所述葉輪(I)由六個(gè)動(dòng)葉片構(gòu)成，葉輪進(jìn)水邊(5)為強(qiáng)后彎扭，葉輪的葉型為變包角三維空間扭曲型；所述導(dǎo)葉(2)由十五個(gè)靜葉片構(gòu)成，導(dǎo)葉(2)的葉片為空間式與徑向式相結(jié)合的彎扭型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多源約束下的大功率屏蔽電機(jī)核主泵高效水力模型，其特征在于:所述葉輪(I)的六個(gè)動(dòng)葉片與導(dǎo)葉(2)的十五個(gè)靜葉片相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多源約束下的大功率屏蔽電機(jī)核主泵高效水力模型，其特征在于:所述葉輪進(jìn)水邊(5)的后蓋板側(cè)(6)為強(qiáng)后彎扭,后蓋板側(cè)(6)包角大于前蓋板側(cè)(7)包角40度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多源約束下的大功率屏蔽電機(jī)核主泵高效水力模型，其特征在于:所述導(dǎo)葉進(jìn)水邊(3)為扭曲空間式，導(dǎo)葉出水邊(4)為彎曲徑向式，兩者相結(jié)合成彎扭型，葉片平均包角為35度，且導(dǎo)葉進(jìn)水邊(3)與導(dǎo)葉出水邊(4)均與軸線(9)平行。
【文檔編號】F04D29/18GK103591046SQ201310559120
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】王曉放, 周方明, 徐勝利, 李靖 申請人:大連理工大學(xué)