核主泵模型的冷态性能试验研究.pdf

《核主泵模型的冷态性能试验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、水力发电设备国家重点实验室哈尔滨大电机研究所【摘要】结合某核电站的主泵水力模型的开发要求，进行基于实际运行状态下的模型冷态性能的试验研究．换算得出的核主泵的真机性能和水力特性满足设计要求。试验结果为核主泵的水力优化设计提供有益的参考。【关键词】核主泵核电站模型试验混流泵i、前言核主泵(又称核反应堆冷却剂泵)是核岛的最重要组成部分，是反应堆冷却剂系统中唯一的高速旋转机械，它的可靠运行直接影响反应堆的安全正常工作。主要用途是给反应堆供给冷却剂，实现冷却剂在一回路系统内的循环，以便将反应堆的热量带至蒸汽发生器。核主泵的

2、水力部件主要是由泵壳、叶轮和导叶等部件组成的。反应堆冷却剂由主叶轮输送，冷却剂通过叶轮吸入口进入，再经过导叶体扩散进入泵壳，最后通过泵壳侧面的径向排出管流出。泵壳主要起安全保护作用，为了满足水力性能好、强度高、易加工和探伤的要求，泵壳结构设计成近似球形的形状，叶轮、导叶安装在泵壳内，其结构与参数相近的常规泵有较大的区别。目前，国内已运行的核电站的主泵大多为进口设备。在我国已决定大力发展核电的形势下，对这种重要设备的国产化已经被逐步提到国家有关部门的重要议事日程上。虽然国产核主泵已经在大亚湾核电站及秦山核(黑龙江哈

3、尔滨150040)邵国辉(黑龙江150040)赵越电机组中相继投入使用，国内运行经验已达十几年，在建造方面也积累了不少经验。但是我国大型核电站设备的自主国产化水平还相对较低，我国的核主泵技术水平仍处于起步阶段，没有自主的先进的设计制造技术能力，核心技术仍被国Pl、先进企业掌控。核主泵的水力部件的设计制造技术在核主泵关键技术中占据十分重要的地位，它的性能决定核电站运行的经济性、稳定性及安全性。笔者结合某核电站项目的开发使用要求，对核主泵进行基于实际运行状态下的模型冷态性能研究，确定主泵的扬程、轴功率、效率与流量之间

4、的关系，为其水力优化设计提供有益的参考。二、试验装置核主泵的性能试验研究在水力机械试验台上进行，该试验台满足验收项目的各种试验参数的测量精度以及运行稳定性的要求，可以进行各类大中型水泵的模型试验、模型装置试验及产品的性能试验，试验台效率综合测试误差小于±0．20％，满足主泵模型的冷态性能试验的测量精度。核主泵试验装置如图1所示。试验装置主要是由核主泵模型、稳压罐、测功机、转速传感器、电磁流量计、压差传感器、动力水泵、水泵电动机、真空泵、管路、水库及其他控制测量设备等组成。试验系统是一个全封闭的循环管路系统。模型泵

5、的试验研究是在试验装置的模型泵的试验工位上．．GM通用柏皤蔑矮2013{F第11期WWt&f_ebjx．con'i‰毋蜡M州G加糖伸扰=芝用m通¨方雹电力通甬机械进行的。图1核主泵试验装置三，测试设备及参数泵的性能试验是为了确定泵的扬程、轴功率、效率与流量之间的关系，得出综合特性曲线。泵的性能曲线以流量为横坐标，扬程、轴功率、泵的效率(包括主泵推力轴承的功率损失)和汽蚀余量为纵坐标的关系曲线。泵的流量一扬程曲线应陡峭和光滑，当流量大干80％设计流量时，对任何不稳定区域或拐点必须加以确认。在试验前，已经对与泵试验有

6、关的电磁流量计、力矩传感器、扬程传感器进行原位校准。1．扬程的测量泵的扬程是指泵的出口法兰和进口法兰之间的水压力差值。采用美NRosemount差压传感器来进行测量。模型泵扬程H的测量根据以下公式确定：H=[(Pz--P1)x106]，P占+(K2一y12)／29+(z2一z1)其中：(P2-P．)×106通过差压压力传感器测量计算得出，(K：一V．：)／29通过试验流量Q和泵进口测量断面面秘，和泵出口测量断面面f,u,A：计算得出，(乙一Z．)通过进出口测量压力传感器中心线高程差计算得出。2．流量的测量模型泵的

7、流量通过安装在系统管路中的电磁流量计测出。3．转速的测量模型泵的转速采用磁电式转速传感器测量。70然墓是然：Ⅲ伸。期本试验装置设计布置合理，安装调整方便，系统运行稳定，重复性良好，各物理量测量精度均达到并超过试验国家标准的要求。四、试验内容及结果核主泵为混流泵，水力模型的转轮直径为300mm，叶轮叶片数为5片。核主泵的性能试验方法是在定转速下进行的，核主泵试验转速为600r／rain。试验时，通过联合调节试验台专门用于水泵试验的消能阀和单平板式流量调节阀来改变试验系统阻尼，从而获得模型水泵不同的扬程和流量组合。试

8、验是从阀门全开状态开始。首先将测功机的转速固定为600r／min，由低到高地调整水泵的转速，则流量逐渐增加，扬程逐渐降低；分别采集流量增加过程中不同流量下的流量、扬程、转速和轴功率等各参数的值。然后将水泵的转速降为零；并且开始调节阀门逐渐减少流量，分别采集流量减小过程中不同流量下的流量、扬程、转速和轴功率等各参数的值。试验过程中需要保持足够的持续时间才能采集。数据采集时间