一種多源約束下的大功率屏蔽電機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核主泵高效水力模型，包括：葉輪以及與之相匹配的導葉；葉輪由六個動葉片構(gòu)成，葉輪進水邊為強后彎扭，葉輪的葉型為變包角三維空間扭曲型；導葉由十五個靜葉片構(gòu)成，導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，降低了動靜干涉效應；葉輪進水邊為強后彎扭，增加了過流能力同時兼顧良好汽蝕性能，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)合的彎扭型導葉，增加了導流能力，與等截面準球形壓水室匹配，減少流動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核主泵高效水力模型。
【背景技術(shù)】
[0002]核主泵是核電站反應唯一回路主要承壓邊界，也是唯一的旋轉(zhuǎn)設備，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計也起著至關(guān)重要的作用；核主泵長周期的安全運行、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)的大型屏蔽電機核主泵，其要求提供的冷卻劑流量高于目前引進世界最先進的AP1000屏蔽電機主泵的設計指標。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功率輸出、要求設計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主泵水力設計問題，提供一種多源約束下的大功率屏蔽電機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屏蔽電機主泵，進一步包括:葉輪I以及與之相匹配的導葉2 ;所述葉輪I由六個動葉片構(gòu)成，葉輪進水邊5為強后彎扭，葉輪的葉型為變包角三維空間扭曲型；所述導葉2由十五個靜葉片構(gòu)成，導葉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的六個動葉片與導葉2的十五個靜葉片相匹配。
[0008]其中:所述葉輪進水邊5的后蓋板側(cè)6為強后彎扭,后蓋板側(cè)6包角大于前蓋板側(cè)7包角40度。
[0009]其中:所述導葉進水邊3為扭曲空間式，導葉出水邊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，且導葉進水邊3與導葉出水邊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葉組成，葉輪采用六個動葉片，導葉采用十五個靜葉片，增加了葉輪模態(tài)節(jié)徑數(shù)避免發(fā)生低節(jié)徑共振，降低了動靜干涉效應；葉輪進水邊為強后彎扭，增加了過流能力同時兼顧良好汽蝕性能，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)合的彎扭型導葉，增加了導流能力，與等截面準球形壓水室匹配以減少流動損失 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葉平面示意圖。
[0015]圖中:1_葉輪；2-導葉；3_導葉進水邊；4_導葉出水邊；5_葉輪進水邊；6_后蓋板側(cè)；7_前蓋板側(cè)，8-進口，9-軸線。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明一種多源約束下的大功率屏蔽電機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屏蔽電機主泵，進一步包括:葉輪I以及與之相匹配的導葉2 ;所述葉輪I由六個動葉片構(gòu)成，葉輪進水邊5為強后彎扭，葉輪的葉型為變包角三維空間扭曲型；所述導葉2由十五個靜葉片構(gòu)成，導葉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的六個動葉片與導葉2的十五個靜葉片相匹配。
[0018]所述葉輪進水邊5的后蓋板側(cè)6為強后彎扭,后蓋板側(cè)6包角大于前蓋板側(cè)7包角40度。
[0019]所述導葉進水邊3為扭曲空間式，導葉出水邊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，且導葉進水邊3與導葉出水邊4均與軸線9平行。
[0020]下面結(jié)合附圖和驗證試驗對本發(fā)明進行詳細說明。
[0021]參照圖1，本發(fā)明一種多源約束下的大功率屏蔽電機核主泵高效水力模型由葉輪I和導葉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，導葉2包括十五個靜葉片，導葉進水邊3為空間扭曲，導葉出水邊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)化全三維設計，借助CFD計算進行優(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”進行試驗驗證。驗證試驗與真機工況換算結(jié)果為:
(O設計參數(shù)下水力模型實測效率為81.7%，換算到真機工況其效率高達86.45%。
[0026](2)換算到真機工況流量為21662m~3/h，達到CAP1400核主泵過流量要求，大流量下消耗功率僅為6146kw。
[0027](3)實測必需汽蝕余量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核主泵所需要達到的各項苛刻條件，能夠為CAP1400屏蔽電機核主泵過流部件水力設計提供借鑒。
[0029]以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所做的進一步詳細說明，不能認定發(fā)明的具體實施僅限于這些說明。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，都應當視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多源約束下的大功率屏蔽電機核主泵高效水力模型，包括:葉輪(I)以及與之相匹配的導葉(2);其特征在于:所述葉輪(I)由六個動葉片構(gòu)成，葉輪進水邊(5)為強后彎扭，葉輪的葉型為變包角三維空間扭曲型；所述導葉(2)由十五個靜葉片構(gòu)成，導葉(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核主泵高效水力模型，其特征在于:所述葉輪(I)的六個動葉片與導葉(2)的十五個靜葉片相匹配。
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核主泵高效水力模型，其特征在于:所述葉輪進水邊(5)的后蓋板側(cè)(6)為強后彎扭,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核主泵高效水力模型，其特征在于:所述導葉進水邊(3)為扭曲空間式，導葉出水邊(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，且導葉進水邊(3)與導葉出水邊(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