[發明專利]一種葉輪偏心放置平衡徑向力的核主泵壓水室設計方法

有效

• 申請號: 201310744628.8
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103912520A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 王秀禮;陳宗良;付強
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04D29/42
• 分類號: F04D29/42;F04D29/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種核主泵壓水室設計方法，特別涉及一種葉輪偏心放置平衡徑向力的核主泵壓水室設計方法。

背景技術

核反應堆冷卻劑主循環泵簡稱核主泵，是確保核電站安全和可靠運行的最關鍵動力設備，其屬于核Ⅰ級。核主泵長期穩定安全地運行對冷卻堆芯以及防止核電站事故的發生尤為重要，因此核主泵常被稱作核電站的心臟。核主泵和普通水泵相比更注重其安全性，由于類球形形狀的等截面環形壓水室其承壓能力相較于非對稱結構的蝸形壓水室更好，因而核主泵均采用類球形的等截面環形壓水室。由于核主泵獨特的壓水室設計，使其在運行過程中不可避免的產生徑向力。目前，多采用雙向推力軸承等抵消徑向力來確保核主泵安全穩定運行。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種葉輪偏心放置平衡徑向力的核主泵壓水室設計方法。通過采用本發明設計的葉輪偏心放置的方法，可以很好地抵消一部分徑向力，提高核主泵的運行可靠性。

實現上述目的所采用的技術方案是:

核主泵的主要結構參數由以下計算方法得到：

（1）壓水室基圓直徑???????????????????????????????????????????????

??????

?式中：—壓水室基圓直徑，mm；

???????—葉輪外徑，mm；

（2）壓水室進口寬度

????????

????????式中：—壓水室進口寬度，mm;

??????????????—葉輪出口寬度，mm；

??（3）壓水室截面形狀

??????

?????

?????

?????

??????式中：—壓水室截面面積，；

????????????—核主泵流量，/;

????????????—壓水室斷面平均流速，m/s;

????????????—速度系數，取，比轉速較大者取小值；

????????—重力加速度，；

????????—核主泵揚程，m;

????????—壓水室直線段高度，mm;

????????—壓水室截面圓弧段半徑，mm；

?（4）擴散管對應角

???????

??????式中：—擴散管對應角，；

??（5）偏心角

?????

?????式中：—偏心角，；

??????????—擴散管對應角，；

（6）偏心距e的確定：

式中：

—葉輪偏心距，mm；

—壓水室基圓直徑，mm；

—葉輪外徑，mm；

（7）徑向力

式中：

—徑向力，；

—工作介質密度，；

—重力加速度，；

—偏心修正系數，取；

—實驗系數，取，比轉速較大者取大值；

—核主泵揚程，m;

—核主泵葉輪外徑，mm；

—包括蓋板的葉輪出口寬度，mm；

（8）軸向力

????軸向力可由實驗測量得到，其滿足以下公式：

式中:?

—軸向力，N；

—工質流動產生的軸向力，N；

—系數，當比轉速在220~440之間，取=0.8~0.9；

—工作介質密度，；

—重力加速度，；

—核主泵揚程，m;

—葉輪密封環半徑，mm；

—葉輪輪轂半徑，mm；

—葉輪立式布置產生的軸向力，N；

—葉輪重力，N；

—葉輪流道內工質重力，N；

根據以上步驟，我們可以得到一種葉輪偏心放置平衡徑向力的核主泵壓水室設計方法。

本發明的有益效果是：通過采用本發明設計的葉輪偏心放置的方法而制造的核主泵，可以很好地抵消一部分徑向力，提高核主泵的運行可靠性，滿足用戶對安全性的需求。

附圖說明

圖1是本發明一個實施例的葉輪壓水室簡圖。

圖2是本發明一個實施例的壓水室水力圖。

圖3是本發明一個實施例的葉輪軸面投影圖。

圖4是本發明一個實施例的壓水室截面圖。