[发明专利]一种多源约束下的大功率屏蔽电机核主泵高效水力模型

说明书

技术领域

本发明涉及叶片泵技术领域，特别涉及一种多源约束下的大功率屏蔽电机核主泵高效水力模型。

背景技术

核主泵是核电站反应唯一回路主要承压边界，也是唯一的旋转设备，有核电站“心脏”之称。其中，核主泵过流部件是与高温高压冷却剂相互作用最显著的部件，是维持冷却剂不间断循环的动力来源；其性能不仅对核主泵整体性能有决定性的影响，而且对核主泵其他部件的设计也起着至关重要的作用；核主泵长周期的安全运行、高稳定性以及长寿命都与过流部件的性能息息相关。

CAP1400是我国自主研发的大型屏蔽电机核主泵，其要求提供的冷却剂流量高于目前引进世界最先进的AP1000屏蔽电机主泵的设计指标。有诸多苛刻的约束条件，如：限制压水室尺寸与结构形式、在特定等截面准球形压水室限制下不但要提供更多的流量而且要减少电机功率输出、要求设计工况下具有高效水力性能等。

因此，亟待一种多源约束下的大功率屏蔽电机核主泵高效水力模型。

发明内容

本发明的目的是：为了解决上述大功率屏蔽电机主泵水力设计问题，提供一种多源约束下的大功率屏蔽电机核主泵高效水力模型，在结构形式与尺寸限定下具有高效率、大流量、低功率的水力性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种多源约束下的大功率屏蔽电机核主泵高效水力模型，所述水力模型适用于在结构形式与尺寸限定的等截面球形压水室下有高效率、大流量、低功率要求的CAP1400屏蔽电机主泵，进一步包括：叶轮1以及与之相匹配的导叶2；所述叶轮1由六个动叶片构成，叶轮进水边5为强后弯扭，叶轮的叶型为变包角三维空间扭曲型；所述导叶2由十五个静叶片构成，导叶2的叶片为空间式与径向式相结合的弯扭型。

其中：所述叶轮1的六个动叶片与导叶2的十五个静叶片相匹配。

其中：所述叶轮进水边5的后盖板侧6为强后弯扭，后盖板侧6包角大于前盖板侧7包角40度。

其中：所述导叶进水边3为扭曲空间式，导叶出水边4为弯曲径向式，两者相结合成弯扭型，叶片平均包角为35度，且导叶进水边3与导叶出水边4均与轴线9平行。

本发明的有益效果是：本发明的水力模型由叶轮以及与之相匹配的导叶组成，叶轮采用六个动叶片，导叶采用十五个静叶片，增加了叶轮模态节径数避免发生低节径共振，降低了动静干涉效应；叶轮进水边为强后弯扭，增加了过流能力同时兼顾良好汽蚀性能，叶轮的叶型为变包角三维空间扭曲型，改善流动状态，获得高效率降低功率；采用空间式与径向式相结合的弯扭型导叶，增加了导流能力，与等截面准球形压水室匹配以减少流动损失提高整体效率。

附图说明

图1是本发明的水力模型轴面示意图。

图2是本发明的叶轮进口平面示意图。

图3是本发明的叶轮叶型示意图。

图4是本发明的与叶轮相匹配的导叶平面示意图。

图中：1-叶轮；2-导叶；3-导叶进水边；4-导叶出水边；5-叶轮进水边；6-后盖板侧；7-前盖板侧，8-进口，9-轴线。

具体实施方式

本发明一种多源约束下的大功率屏蔽电机核主泵高效水力模型，所述水力模型即过流部件适用于在结构形式与尺寸限定的等截面球形压水室下有高效率、大流量、低功率要求的CAP1400屏蔽电机主泵，进一步包括：叶轮1以及与之相匹配的导叶2；所述叶轮1由六个动叶片构成，叶轮进水边5为强后弯扭，叶轮的叶型为变包角三维空间扭曲型；所述导叶2由十五个静叶片构成，导叶2的叶片为空间式与径向式相结合的弯扭型。

所述叶轮1的六个动叶片与导叶2的十五个静叶片相匹配。

所述叶轮进水边5的后盖板侧6为强后弯扭，后盖板侧6包角大于前盖板侧7包角40度。

所述导叶进水边3为扭曲空间式，导叶出水边4为弯曲径向式，两者相结合成弯扭型，叶片平均包角为35度，且导叶进水边3与导叶出水边4均与轴线9平行。

下面结合附图和验证试验对本发明进行详细说明。

参照图1，本发明一种多源约束下的大功率屏蔽电机核主泵高效水力模型由叶轮1和导叶2构成，所述叶轮1为闭式叶轮。

参照图2和图3，叶轮进水边5向后盖板侧6弯扭，叶轮的叶型成空间扭曲型；由图2中两虚线间可见，叶片包角由后盖板侧6向前盖板侧7逐渐减小，后盖板侧6包角大于前盖板侧7包角40度。

参照图4，导叶2包括十五个静叶片，导叶进水边3为空间扭曲，导叶出水边4为径向弯曲。