高抗汽蚀核主泵叶轮的水力设计方法及高抗汽蚀核主泵叶轮.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103711727103711727A(43)申请公布日2014.04.09(21)申请号201310721660.4(22)申请日2013.12.24(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人王鹏袁寿其王秀礼(51)Int.Cl.F04D29/18(2006.01)F04D29/66(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称高抗汽蚀核主泵叶轮的水力设计方法及高抗汽蚀核主泵叶轮(57)摘要本发明提供了一种高抗汽蚀核主泵叶轮的水力设计方法及高抗汽蚀核主泵叶轮，所述设计方法通过选定合适的转速、比转速来确定叶轮的进口直径Dj、出口直径D2、叶片出口宽度b2来改善流动状态，提高核主泵叶轮的抗汽蚀性能和水力性能。所述设计方法设计的高抗汽蚀核主泵叶轮，能够在短时间内提供较大的流量来带走堆芯的热量，从而降低核事故发生的可能性，不仅具有优秀的水力性能，而且失水事故下具有高抗汽蚀性能，从而提高了核主泵在失水事故下运行的安全性和稳定性。CN103711727ACN10372ACN103711727A权利要求书1/1页1.高抗汽蚀核主泵叶轮的水力设计方法，其特征在于：通过公式（1）、（2）、（3）来确定叶轮的进口直径Dj、出口直径D2、叶片出口宽度b2：式中：Dj—进口直径，m；D2—进口直径，m；b2—叶片出口宽度，m；Q—设计工况下的流量，17000～24000m3/h；n—转速，r/min，取值范围为1450～1800r/min；ns—比转速，取值范围340～420。2.根据权利要求1所述的设计方法设计的高抗汽蚀核主泵叶轮，其特征在于，包括叶轮前盖板、叶片、叶轮后盖板及轮毂，叶轮的进口直径Dj、出口直径D2、叶片出口宽度b2采用公式（1）、（2）、（3）确定。3.根据权利要求2所述的高抗汽蚀核主泵叶轮，其特征在于，所述叶轮前盖板侧的厚度比叶轮后盖板侧的厚度小20%，且叶片厚度从进口边到出口边按照线性均匀增加；进口边厚度为出口边厚度的35%～45%，进口处的流线包角比出口处的流线包角大20°，叶片数为5～7个。2CN103711727A说明书1/3页高抗汽蚀核主泵叶轮的水力设计方法及高抗汽蚀核主泵叶轮技术领域[0001]本发明属于流体机械设计领域，尤其是一种在失水事故下具有高抗汽蚀的核主泵叶轮的水力设计方法。背景技术[0002]反应堆冷却剂循环主泵简称核主泵，是反应堆冷却系统（简称“RCP”）的重要组成部分，是核岛反应堆内唯一的旋转设备，同时也是一回路压力边界的重要组成部分，属于核安全Ⅰ级设备。在发生地震或者剧烈振动时反应堆冷却系统的管路压力发生变化，可能导致管道的破裂，从而发生失水事故。在失水事故中，核主泵内的流体从单相变为多相，与单一的流体相相比，在气液两相下，核主泵的工作性能会大幅度下降，进而使核主泵不能正常的工作，致使核事故的发生。[0003]因此设计一种能在气液两相下具有高抗汽蚀性能的反应堆冷却剂循环主泵叶轮对整个核电站的稳定运行至关重要。发明内容[0004]针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种在失水事故下具有高抗汽蚀性能的核主泵叶轮的水力设计方法，及高抗汽蚀核主泵叶轮。[0005]本发明的技术方案是：[0006]高抗汽蚀核主泵叶轮的水力设计方法，其特征在于：通过公式（1）、（2）、（3）来确定叶轮的进口直径Dj、出口直径D2、叶片出口宽度b2：[0007][0008][0009][0010]式中：[0011]Dj—进口直径，m；[0012]D2—进口直径，m；[0013]b2—叶片出口宽度，m；[0014]Q—设计工况下的流量，17000～24000m3/h；[0015]n—转速，r/min，取值范围为1450～1800r/min；[0016]ns—比转速，取值范围340～420。[0017]本发明所述设计方法设计的高抗汽蚀核主泵叶轮，包括叶轮前盖板、叶片、叶轮后盖板及轮毂，叶轮的进口直径Dj、出口直径D2、叶片出口宽度b2采用公式（1）、（2）、（3）确定。3CN103711727A说明书2/3页[0018]优选地，所述叶轮前盖板侧的厚度比叶轮后盖板侧的厚度小20%，且叶片厚度从进口边到出口边按照线性均匀增加；进口边厚度为出口边厚度的35%～45%，进口处的流线包角比出口处的流线包角大20°，叶片数为5～7个。[0019]本发明所述的高抗汽蚀核主泵叶轮的水力设计方法，通过改变核主泵叶轮的进口直径Dj、出口直径D2、叶片出口宽度b2，来改善流动状态，提高核主泵叶轮的抗汽蚀性能和水力性能。在设计高抗汽蚀核主泵叶轮过程中，采用提高核主泵的