[發明專利]一種核電站用正常余熱排出泵的葉輪水力優化方法

在審

• 申請號: 201510615271.2
• 申請日: 2016-02-17
• 公開（公告）號: CN105485047A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 張麗;項偉;樂秀輝;戴秋杰
• 申請（專利權）人: 江蘇海獅泵業制造有限公司;上海核工程研究設計院
• 主分類號: F04D29/18
• 分類號: F04D29/18;F04D29/40
• 代理公司: 靖江市靖泰專利事務所 32219
• 代理人: 陸平

1.一種核電站用正常余熱排出泵的葉輪水力優化方法，其特征在于，包括如下優化步 驟：

1）、確定目標函數：首先通過經驗設計法對正常余熱排出泵水力部件的葉輪、導葉作初 步的水力設計，并利用Fluent軟件對該水力進行數值模擬，并加工樣機進行性能測試，數值 模擬及樣機測試結果基本符合，后續優化設計過程中可用數值模擬結果替代性能實測值；

2）、設定自變量和初始值：選取如下影響泵效率的關鍵因素：葉輪出口安放角、導葉葉 片數、導葉進口寬度以及導葉出口寬度，并選取葉輪出口安放角、導葉葉片數、導葉進口寬 度以及導葉出口寬度在大、中、小三個水平的相應數值；

其中：（A）、因素：試驗中，凡對試驗指標可能產生影響的原因都稱為因素，類似于數學 中的自變量；如葉輪出口安放角、導葉葉片數、導葉進口寬度以及導葉出口寬度為影響試驗 指標揚程及效率的4個因素；

（B）、水平：因素在試驗中所處的各種狀態或所取的不同值，稱為該因素的水平；如因素 A葉輪出口安放角的三個水平為：A1=11°，A2=14°，A3=18°；

3）、制定正交試驗方案：根據影響泵水力性能的各關鍵因素在大、中、小三個水平的數 值進行排列組合，并得到9組不同的水力正交設計方案；

4）、執行試驗：分別對9組不同的水力正交設計方案中的葉輪、導葉以及泵體內部流道 進行三維造型和網格劃分；

5）、目標函數值計算：采用Fluent軟件分別對9組方案進行數值模擬，得出最小流量、額 定流量、最大流量下的揚程和效率結果，并繪制流量-揚程（Q-H）及流量-效率（Q-η）性能曲 線圖；

6）、尋找最優組合：根據流量-揚程（Q-H）性能曲線圖和流量-效率（Q-η）性能曲線圖提 取額定流量點效率值的Fluent數值模擬結果，再利用極差分析法對額定流量點效率進行數 據處理，并結合各因素在不同水平時對泵效率的影響趨勢，選出最優組合方案；其中，極差 分析法所采用的極差公式為：

；式中：為j因素i水平的平均值； 且各因素極差Rj反映該因素水平變動時泵效率的變動幅度，Rj越大，影響越大；

7）、檢查是否符合設計要求：

A）、如符合，完成正常余熱排出泵水力部件的葉輪、導葉作初步的水力設計；

B）、如不符合，重復步驟2）。