一种核主泵的离心式叶轮设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102588332A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102588332A(43)申请公布日2012.07.18(21)申请号201210058845.7(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林鹏(51)Int.Cl.F04D29/22(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的离心式叶轮设计方法(57)摘要本发明提供了一种核主泵的离心式叶轮设计方法。利用以下几个关系式来确定叶轮的主要几何参数，主要包括：进口直径D1，叶轮外径D2，叶片出口边宽度b2，叶片出口安放角β2和叶片包角用本发明设计的叶轮不仅改善了叶轮内的流动情况，同时提高了核主泵的性能和运行可靠性。CN102583ACN102588332A权利要求书1/1页1.一种离心式核主泵叶轮设计方法，提供了叶片主要几何参数进口直径D1，叶轮外径D2，叶片出口边宽度b2，叶片出口安放角β2和叶片包角的设计公式。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：0.210.23-0.35β2＝arcsin(0.17nQH)式中：D1-叶轮进口直径，米；ns-比转数，转/分；K0-修正系数，K0＝(0.8～1.5)；Q-设计工况点流量，立方米/秒；n-叶轮转速，转/分；D2-叶轮外径，米；b2-叶轮叶片出口宽度，米；Kb2-修正系数，Kb2＝(0.7～1.95)，ns大取小值，ns小取大值；β2-叶轮叶片出口安放角，度；H-设计工况点扬程，米；-叶轮叶片包角，度。2CN102588332A说明书1/3页一种核主泵的离心式叶轮设计方法技术领域[0001]本发明涉及一种核主泵叶轮的设计方法，特别涉及一种核主泵离心式叶轮设计方法。背景技术[0002]核主泵是核电站一回路的反应堆冷却系统(RCP)的重要组成部分，是核岛反应堆一回路压力边界重要组成部分，属于核安全I级设备。核反应堆冷却剂泵具有流量大、扬程高、汽蚀要求高等特点，同时还要满足热冲击和抗震等安全性要求，技术难度大。而叶轮是核主泵做功的唯一元件，在泵的水力设计中，很大程度上决定着泵的水力性能的好坏，因此，叶轮的水力设计是整个泵设计成败的关键。[0003]目前，国内泵叶轮的高效水力设计方法，仍然以速度系数法和相似设计理论为主，多采用理论与经验相结合的方法。速度系数法是一种基础的设计方法，它简化了流体在叶轮内的流动，形成所谓的一元、二元设计法，此设计法简便、可靠、实用、迅速，至今仍是水泵设计最为常用、最为有效的方法。但此方法对于经验较少的设计人员不适用，设计结果会存在很大偏差，造成核主泵的性能和可靠性降低。发明内容[0004]为解决现有离心式核主泵叶轮设计方法上的不足，本发明提供了一种离心式叶轮设计方法。利用以下几个关系式来确定叶轮的主要几何参数，主要包括：进口直径D1，叶轮外径D2，叶片出口边宽度b2，叶片出口安放角β2和叶片包角用本发明设计的叶轮不仅改善了叶轮内的流动情况，同时提高了核主泵的性能和运行可靠性。实现上述目的所采用的的技术方案：[0005]1、叶轮的进口直径D1[0006]其计算公式；[0007]式中：D1-叶轮进口直径，米；[0008]ns-比转数，转/分；[0009]Q-设计工况的流量，立方米/秒；[0010]n-叶轮转速，转/分；[0011]K0-修正系数，K0＝(0.8～1.5)。[0012]2、叶轮外径D2[0013]其计算公式：[0014]式中：D2-叶轮最大外径，米；[0015]ns-比转数，转/分；[0016]Q-设计工况的流量，立方米/秒；3CN102588332A说明书2/3页[0017]n-叶轮转速，转/分。[0018]3、叶轮出口宽度b2[0019]其计算公式：[0020]式中：b2-叶轮出口宽度，米；[0021]Kb2-修正系数，Kb2＝(0.7～1.95)，ns大取小值，ns小取大值；[0022]Q-设计工况的流量，立方米/秒；[0023]ns-比转数，转/分，ns＝(30～350)；[0024]n-叶轮转速，转/分。[0025]4、叶片出口安放角β20.210.23-0.35[0026]其计算公式：β2＝arcsin(0.17nQH)；[0027]式中：β2-叶片出口安放角，度，一般取8°～20°；[0028]n-叶轮转速，转/分；[0029]Q-设计工况的流量，立方米/秒；[0030]H-设计点扬程，米。[0031]5、叶轮包角[0032]叶轮包角比转数大取小值。[0033]本发明的有益效果是：叶轮能够改善流动情况，提高核主泵的性能和可靠性。[0034]本发明经用户试