基于 CFD 数值模拟的复合叶轮核主泵压力脉动特性研究.pdf

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1、第48卷第1期原子能科学技术Vo1．48，NO．12014年1月AtomicEnergyScienceandTechnologyJan．2O14基于CFD数值模拟的复合叶轮核主泵压力脉动特性研究王秀礼，袁寿其，朱荣生，付强，王建国(1．江苏大学流体机械工程技术研究中心，江苏镇江2120132．江苏振华泵业制造有限公司，江苏泰州225500)摘要：为了降低核主泵在不同工况下运行时的压力脉动，采用数值模拟对核主泵3种不同进口直径的短叶片进行对比。结果表明：短叶片进口直径的改变并未改变叶轮的主频，但随着短叶片进口直径的增加，背面高频值逐渐减小，而工作面高频值却逐渐增大。在小流量工况下不同进口直径的

2、短叶片的压力脉动幅值均较大；在设计工况下叶片背面各监测点在低频区与高频区域的波动能量明显大于叶片工作面各监测点在低频区和高频区的波动能量；大流量工况下叶片背面附近各监测点的低频区带宽及高频区的脉动能量明显增加，叶片工作面附近各监测点的脉动幅值出现较大的增加，短叶片背面附近各监测点的脉动幅值明显高于长叶片背面的脉动幅值。分析结果表明：短叶片进口直径为0．72D时，压力脉动在各种工况下运行最小。关键词：核主泵；复合叶轮；压力脉动；数值模拟中图分类号：TH212；TH213．3文献标志码：A文章编号i1000—6931(2014)O1—0099—07doi：10．7538／yzk．2014．48．

3、01．0099NumericalSimulationonPressureFluctuationofReactorCoolantPumpWithComplexImpellerBasedonCFDTechniqueWANGXiu—li，YUANShou—qi，ZHURong—sheng，FUQiang，WANGJian—guo。(1．ResearchCenterofFluidMachineryEngineeringandTechnology。JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China；2．JiangsuZhenhuaPumpManucturingCo．，Ltd

4、．，Taizhou225500，China)Abstract：Inordertodecreasepressurefluctuationofthereactorcoolantpumpunderdifferentconditions，threedifferentinletdiametersofshortbladeofthereactorcoolantpumpwerecomparedusingnumericalsimulation，andtheresultsshowthatthechangeoffloworinletdiameterofshortbladedoesnotchangethedomin

5、antfrequencyofimpeller．Thehighfrequencyofthesuctionsideofbladegraduallydecreasesandthe．highfrequencyofthepressurefacegraduallyincreaseswiththeincreaseofinletdiameterofshortblade．Thepressurefluctuationamplitudeofdifferentinletdiameters收稿日期：2012-10—23；修回日期：2013—07—15基金项目：国家科技支撑计划资助项目(2011BAF14B04)；江苏

6、高校优势学科建设工程资助项目(PDPA)；江苏省自然科学基金资助项目(BK20130516)；江苏大学高级人才启动基金资助项目(13JDGO83)作者简介：王秀tL(1982一)，男，山东烟台人，助理研究员，博士，从事流体机械设计和试验研究第1期王秀礼等：基于CFD数值模拟的复合叶轮核主泵压力脉动特性研究101Dl，mm206．8286．59O68．2口，。45．740．3“·m／s19．527C，m／s19．917．1C，m／s19．414．8C，m／S19．918．4W·m／s27．926．4的比值)的变化规律(图3)。由图3可看出，核主用标准壁面函数，壁面边界条件设为绝热无泵的无量纲扬

7、程随网格数的增加而增大，当网格滑移壁面。数在140万以上时，效率的变动范围小于0．59／6，1．3非定常模拟设置及监测点的选取故网格数应在140万以上时较为合适。叶轮流道内的水体为旋转体，蜗壳内水体为非旋转体，以定常的收敛解作为非定常计算初始条件。非定常计算中的交界面设置为TransientRotor—Stator模式，该交界面对于两部分水体间的动一静干涉有重要作用，总计算时间为1．1s，时间步长为0．004