一种核主泵叶轮设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102691671A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102691671A(43)申请公布日2012.09.26(21)申请号201210058863.5(22)申请日2012.03.08(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市学府路301号(72)发明人朱荣生袁寿其付强王秀礼王振伟(51)Int.Cl.F04D29/18(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称一种核主泵叶轮设计方法(57)摘要本发明涉及一种核主泵叶轮设计方法。它给出了叶轮主要几何参数进口直径、叶轮外圆直径、叶轮叶片的出口宽度的设计公式。叶轮的叶片前盖板侧厚度比后盖板侧厚度小30％，且叶片厚度从前盖板侧向后盖板侧按照线性均匀增厚；叶片从进口边沿着流线方向到出口的厚度逐渐增大，其中进口边厚度为出口边厚度的45％。叶片靠近前盖板处流线包角比靠近后盖板处流线包角大10°。叶轮的叶片数为6～8个。CN102697ACN102691671A权利要求书1/1页1.一种核主泵叶轮设计方法，包括叶轮主要几何参数进口直径、叶轮外圆直径、叶轮叶片的出口宽度的设计公式。其特征在于：叶轮几何参数与泵设计工况点性能参数之间适合以下关系：式中：Q-设计工况的扬程，米；D2-叶轮出口直径，米；b2-叶轮叶片出口宽度，米D20-叶轮最大出口直径，度；D2h-叶轮最小出口直径，度；n-叶轮转速，转/分；ns-比转数，转/分。2.根据权利要求1所述的一种核主泵叶轮设计方法，其特征在于：核主泵叶轮结构包括：叶轮盖板(2)、叶片(7)、轮毂(8)。叶轮的进口直径、出口直径、叶片出口宽度采用上述设计方法确定。叶轮的叶片前盖板侧厚度比后盖板侧厚度小30％，且叶片厚度从前盖板侧向后盖板侧按照线性均匀增厚；叶片从进口边沿着流线方向到出口的厚度逐渐增大，其中进口边厚度为出口边厚度的45％。叶片靠近前盖板处流线包角比靠近后盖板处流线包角大10°。叶轮的叶片数为6～8个。2CN102691671A说明书1/3页一种核主泵叶轮设计方法技术领域[0001]本发明涉及一种核主泵的主要零件的设计方法，特别涉及一种核主泵叶轮设计方法。背景技术[0002]在反应堆冷却剂系统中，核主泵是唯一的旋转设备，也是一回路压力边界设备。在核电站一回路中，核主泵用于驱动冷却剂在RCP(反应堆冷却系统)系统内循环流动，连续不断地把堆芯中产生的热量传递给蒸汽发生器二次侧(二回路)循环水，以确定反应堆稳定工作。[0003]在一回路循环中的循环水通过与核反应堆接触，吸收和传递大量的热量，循环水的温度、压力很高，还具有放射性，因此驱动循环水的核主泵具有高温高压的要求，并且核主泵是核岛内唯一高速运转的装备，无论是对安全性还是对性能，它的要求都比普通水泵高很多。[0004]核主泵主要由泵壳、叶轮、导叶、电机等部件组成，而叶轮是核主泵最核心的水力部件，也是唯一的动元件，叶轮的几何参数对核主泵性能影响很大，因此叶轮对核主泵的安全性和水力性能具有重要影响。发明内容[0005]为解决上述问题，本发明提供了一种核主泵叶轮设计方法。通过改善叶轮几个重要设计参数的设计方法，改善流动情况，提高核主泵的水力性能和可靠性。[0006]实现上述目的所采用的技术方案是：[0007]核主泵叶轮的主要结构参数由以下计算方法得到：[0008](1)叶轮进口直径Dj[0009][0010]式中：Dj-叶轮进口直径，米；[0011]Q-设计工况的流量，立方米/秒；[0012]n-叶轮转速，转/分；[0013]ns-比转速。[0014](2)叶轮出口直径D2[0015]取叶轮出口直径为叶轮前后盖板直径的算数平均值。[0016][0017]式中：D2-叶轮出口直径，米；[0018]D20-叶轮最大出口直径，米；[0019]D2h-叶轮最小出口直径，米；3CN102691671A说明书2/3页[0020]Q-设计工况的流量，立方米/秒；[0021]n-叶轮转速，转/分；[0022]ns-比转速。[0023](3)出口宽度b2[0024][0025]式中：b2-叶轮叶片出口宽度，米；[0026]Q-设计工况的流量，立方米/秒；[0027]n-叶轮转速，转/分；[0028]ns-比转速。[0029]一种核主泵叶轮，其结构包括：叶轮盖板、叶片、轮毂等。叶轮的进口直径、出口直径、叶片出口宽度采用上述设计方法确定。叶轮的叶片前盖板侧厚度比后盖板侧厚度小30％，且叶片厚度从前盖板侧向后盖板侧按照线性均匀增厚；叶片从进口边沿着流线方向到出口的厚度逐渐增大，其中进口边厚度为出口边厚度的45％。叶片靠近前盖板处流线包角比靠近后盖板处流线包角大10°。叶轮的叶片数为6～8个。[0030]本发明的