余热排出泵水力设计研究

余热排出泵是余热排出系统(RRA)的主要组成部分,是除核主泵之外唯一布置在核岛之内的核二级泵,是关系到核岛能否安全停堆的核心装备。长期以来,我国的核电站核泵产品一直依赖进口。随着科技的进步和国家的逐步重视,目前我国在部分核三级泵产品上以实现了国产化,但在关键的核一级和二级泵技术的研制方面基本空白。由此可见,现阶段实现核电设备关键技术的自主研发,并使产品的性能达到国际领先水平是一项重要任务。 本文研究对象是某公司自行研发设计的余热排出泵原始设计模型。利用CAD软件CAXA、Pro/E和CFD软件NUMECA搭建余热排出泵原始设计模型完整的内部流场的数值模拟分析平台。通过对两套原始设计方案的数值模拟,掌握了其内部的流动规律。针对原始设计中存在的问题,提出了优化设计方法,通过对两套原始方案叶轮、导叶、子午流道型线及蜗壳的一系列优化,有效的解决了原始设计中存在的动静部件匹配不良问题,使余热排出泵的整机效率提高了近10个百分点,大大降低了产品的运营成本,进而提高了我国核二级余热排出泵在国际市场上的竞争力。 本文的研究工作不仅在一定程度上为余热排出泵的流场分析和结构优化提供了有价值的参考,而且总结出类似的单级单吸离心泵产品设计时的共性问题,并提出改进建议和方法。此方法对今后水泵设计和研发的相关工作奠定了基础,具有重要的指导意义和经济意义。