高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

核主泵内迷宫螺旋泵数值模拟与优化分析

徐熙 潘伟龙 蔡亮 谢江红 何少华 许余 范雪晴

徐熙, 潘伟龙, 蔡亮, 谢江红, 何少华, 许余, 范雪晴. 核主泵内迷宫螺旋泵数值模拟与优化分析[J]. 核动力工程, 2024, 45(S1): 221-226. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0221
引用本文: 徐熙, 潘伟龙, 蔡亮, 谢江红, 何少华, 许余, 范雪晴. 核主泵内迷宫螺旋泵数值模拟与优化分析[J]. 核动力工程, 2024, 45(S1): 221-226. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0221
Xu Xi, Pan Weilong, Cai Liang, Xie Jianghong, He Shaohua, Xu Yu, Fan Xueqing. Numerical Simulation and Optimization Analysis of Labyrinth Screw Pump in Nuclear Power Reactor Coolant Pump[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(S1): 221-226. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0221
Citation: Xu Xi, Pan Weilong, Cai Liang, Xie Jianghong, He Shaohua, Xu Yu, Fan Xueqing. Numerical Simulation and Optimization Analysis of Labyrinth Screw Pump in Nuclear Power Reactor Coolant Pump[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(S1): 221-226. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0221

核主泵内迷宫螺旋泵数值模拟与优化分析

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.S1.0221
详细信息
    作者简介:

    徐 熙(1965—),男,高级工程师,现主要从事核电厂机械设备维修及技改优化管理工作,E-mail: xuxi@cnnp.com.cn

    通讯作者:

    蔡 亮,E-mail: cailiang@seu.edu.cn

  • 中图分类号: TL352.2

Numerical Simulation and Optimization Analysis of Labyrinth Screw Pump in Nuclear Power Reactor Coolant Pump

  • 摘要: 为了改善某核电厂推力轴承表面由于空化导致的磨损现象,延长核主泵的使用寿命,考虑在核主泵中推力轴承润滑回路增设二级迷宫螺旋泵。通过加设增压装置,提高回路压力,减少空化现象。本文建立该核主泵一级迷宫螺旋泵等比例三维模型,利用FLUENT流体仿真软件开展数值计算,对流场的压力、速度及温度分布进行分析,将计算结果与某核电厂实际运行结果进行比较,验证建立模型和数值计算方法的准确性。设计二级迷宫螺旋泵并进行数值模拟,研究发现:增设二级迷宫螺旋泵后,润滑回路进出口压升为3.30×105 Pa,扬程提升33.67%,进出口截面温升为3 K。研究结果对迷宫螺旋泵在工程实际中的设计与使用具有一定的参考价值。

     

  • 图  1  原迷宫螺旋泵的三维模型

    Figure  1.  Three Dimensional Model of the Original Labyrinth Screw Pump

    图  2  二级迷宫螺旋泵的三维模型

    Figure  2.  Three Dimensional Model of the Two-stage Labyrinth Screw Pump

    图  3  一级迷宫螺旋泵的不同高度流体速度分布云图

    Figure  3.  Contour of Fluid Velocity Distribution at Different Heights of the First-stage Labyrinth Screw Pump

    图  4  螺纹升压段流体速度分布云图

    Figure  4.  Contours of Fluid Velocity Distribution in the Threaded Boosting Section

    图  5  一级迷宫螺旋泵静压分布云图

    Figure  5.  Contour of Static Pressure Distribution of the First-stage Labyrinth Screw Pump

    图  6  截面z=95 mm的静压、动压和全压分布云图

    Figure  6.  Contours of Static Pressure Distribution, Dynamic Pressure Distribution and Total Pressure Distribution at z=95 mm

    图  7  一级迷宫螺旋泵温度分布云图

    Figure  7.  Contour of Temperature Distribution of the First-stage Labyrinth Screw Pump

    图  8  二级迷宫螺旋泵的不同高度流体速度分布云图

    Figure  8.  Contour of Fluid Velocity Distribution at Different Heights of the Second-stage Labyrinth Screw Pump

    图  9  截面z=0 mm的流体速度分布云图

    Figure  9.  Contour of Fluid Velocity Distribution at z=0 mm

    图  10  截面z=95 mm的流体轴向、径向与切向速度分布云图

    Figure  10.  Contours of Axial Velocity Distribution, Radial Velocity Distribution and Tangential Velocity Distribution at z=95 mm

    图  11  二级迷宫螺旋泵流体静压分布云图

    Figure  11.  Contour of Fluid Static Pressure Distribution of the Second-stage Labyrinth Screw Pump

    图  12  截面z=95 mm的静压、动压和全压分布云图

    Figure  12.  Contours of Static Pressure Distribution, Dynamic Pressure Distribution and Total Pressure Distribution at z=95 mm

    图  13  二级迷宫螺旋泵温度分布云图

    Figure  13.  Contour of Temperature Distribution of the Second-stage Labyrinth Screw Pump

    表  1  一级和二级迷宫螺旋泵结构参数

    Table  1.   Structural Parameters of First and Second Stage Labyrinth Screw Pump

    参数 一级迷宫螺旋泵 二级迷宫螺旋泵
    转子螺纹齿顶圆半径/mm 205.00 432.24
    转子螺纹齿根圆半径/mm 195.50 424.00
    转子螺纹节圆半径/mm 200.25 428.12
    定子螺纹齿顶圆半径/mm 206.00 434.24
    定子螺纹齿根圆半径/mm 215.50
    定子螺纹节圆半径/mm 210.75
    螺纹槽深/mm 9.50 8.24
    导程/mm 450.00 857.00
    螺距/mm 17.31 14.78
    螺旋升角 30.27° 17.79°
    螺纹头数/mm 58 72
    定子转子间隙/mm 1.00 2.00
    螺旋体长度/mm 190.00 189.00
    螺旋槽有效长度/mm 602.45 616.85
    下载: 导出CSV
  • [1] 陈锦裕,杨全超,文学,等. 1000MW级反应堆冷却剂泵轴向力分析计算[J]. 化学工程与装备,2018(8): 245-248.
    [2] 孟晋,王祥,安宁,等. WWER1000机组核主泵水润滑轴承工作原理及问题分析[J]. 机械工程师,2017(6): 131-133.
    [3] 曾小康,周慧辉,熊万玉. 田湾核电站主泵轴承汽蚀磨损CFD研究[J]. 核动力工程,2016, 37(2): 143-146.
    [4] 胡冬清. 主泵石墨轴瓦磨损原因分析及处理方案[C]//中国电工技术学会大电机专业委员会2014年学术年会论文集. 哈尔滨: 中国电工技术学会,2014: 311-314.
    [5] 马润梅. 迷宫螺旋泵泵送机理及性能的CFD数值模拟和试验研究[D]. 北京: 北京化工大学,2009.
    [6] GOLUBIEV A I. Studies on seals for rotating shafts of high-pressure pumps[J]. Wear, 1965, 8(4): 270-288. doi: 10.1016/0043-1648(65)90003-7
    [7] 马润梅,王奎升,黎镜中. 基于CFD数值模拟和泵性能实验的迷宫螺旋泵泵送机制研究[J]. 润滑与密封,2008, 33(2): 75-79.
    [8] 史泉,赵长喜,屈林,等. 微型迷宫螺旋泵三角形牙型圆角对性能的影响研究[J]. 制造业自动化,2016, 38(6): 36-39.
    [9] RONG X, ZHU H W, HU B. Performance research and structure optimization of labyrinth screw pump[J]. Micromachines, 2021, 12(7): 790. doi: 10.3390/mi12070790
  • 加载中
图(13) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  47
  • HTML全文浏览量:  19
  • PDF下载量:  10
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-12-28
  • 修回日期:  2024-05-21
  • 刊出日期:  2024-06-15

目录

    /

    返回文章
    返回