CN103423168B - 一种ap1000滤网反冲洗泵的水力模型 - Google Patents
一种ap1000滤网反冲洗泵的水力模型 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103423168B CN103423168B CN201310311663.0A CN201310311663A CN103423168B CN 103423168 B CN103423168 B CN 103423168B CN 201310311663 A CN201310311663 A CN 201310311663A CN 103423168 B CN103423168 B CN 103423168B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- impeller
- pump
- hydraulic model
- backwash pump
- outlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
一种AP1000滤网反冲洗泵的水力模型，属于泵设计与制造技术领域。其特征是该水力模型叶轮进口的前缘为圆头，由五个点组成的贝塞尔曲线控制其型状；叶轮的叶片数量为6个，叶片采用等厚度；叶轮出口的尾缘为圆头，由三点组成的贝塞尔曲线控制其型状；前盖板是由一段圆弧旋转360°且等厚度为5～10mm而成，后盖板与前盖板的生成方式相同；蜗壳是变截面半螺旋环形压水室。本发明的效果和益处是AP1000滤网反冲洗泵水力模型填补了国内该核级泵设计与制造技术领域的空白，解决了核级反冲洗泵汽蚀和磨损双重作用下的破坏问题。
Description
技术领域
本发明属于泵设计与制造技术领域，涉及一种AP1000滤网反冲洗泵水力模型，应用于核电安全厂用水系统中，其在全工况运行条件下水力性能和抗汽蚀性能优良。背景技术
核电站中，安全厂用水系统(SEC)中的反冲洗泵属于安全三级，抗震I类，考虑冷却设备冷水的海水进人联合泵房先通过拦污栅，经鼓形滤网去除海水中的杂物。设置了反冲洗水泵，正是为了保证鼓形滤网的干净，避免使冷水/安全厂用水的板式热交换器堵塞。另外还可以防止海水中泥沙沉积，影响安全厂用水泵的吸水性能。
反冲洗泵泵送的是含泥沙的海水，加上汽蚀的作用，导致AP1000滤网反冲洗泵的过流部件极易被腐蚀和磨损，因此需要对这一类工作于含泥沙海水环境下泵的汽蚀和磨损进行特殊的防护。目前离心泵的设计都对关死点性能有明确的要求，尤其是核电用泵。通过关死点扬程的预测可以让设计者在设计时能够控制泵性能曲线的形状，从而可以判断泵在各种工况下是否能够稳定运行。
我国核级泵设计和制造水平与发达国家相比差距较大，目前国内在AP1000滤网反冲洗泵设计领域内尚无成熟技术，水力模型更是是空白。秦山二期核电站反冲洗泵运行周期最长仅为9个月，严重影响整个核电站的稳定运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一个AP1000滤网反冲洗泵水力模型，具有良好的水力性能和抗汽蚀性能，且在全工况条件下长久、稳定的工作。
本发明根据AP1000滤网反冲洗泵的设计参数，采用CFD数值模拟软件Numeca空化模块进行数值模拟，得到一个抗汽蚀性能良好的反冲洗泵叶轮。基于遗传算法，以效率、抗汽蚀性能为目标函数优化初始模型泵叶轮，优化过程采用Numeca软件中的Design3D模块实现，优化后得到最终AP1000滤网反冲洗泵的叶轮。反冲洗泵的变截面半螺旋式蜗壳，对反冲洗泵水力模型进行数值模拟，得到该反冲洗泵水力模型整机全工况水力性能曲线，验证反冲洗核级泵的关死点扬程符合要求。
本发明的技术方案如下：
一种AP1000滤网反冲洗泵的水力模型，包括前盖板、叶轮、后盖板、蜗壳。
叶轮进口直径170～180mm，叶轮出口直径400～420mm，叶轮出口宽度为25～30mm；叶轮的叶片数量为6个，叶片采用等厚度；叶轮的相对气流入口角15～17°，相对气流出口角11～13°；叶轮进口的前缘为圆头，可以由五个点组成的贝塞尔曲线控制其型状；叶轮出口的尾缘为圆头，可以由三点组成的贝塞尔曲线控制其型状。
前盖板是由一段圆弧旋转360°且等厚度为5～10mm而成，圆弧半径为300～320mm。后盖板与前盖板的生成方式相同，圆弧半径为340～360mm。
蜗壳是变截面半螺旋环形压水室，其内部涡室最大流量断面处的截面面积为5000～5200mm2，涡室的扩散段长度为190～210mm，蜗舌安放角为20°～22°。
本发明的效果和益处是AP1000滤网反冲洗泵水力模型填补了国内该核级泵设计与制造技术领域的空白，解决了核级反冲洗泵汽蚀和磨损双重作用下的破坏问题。先进的CFD数值模拟技术保证设计过程的精确性，保证反冲洗泵水力模型在严格符合设计压力、温度、流量、转速条件下，效率高于设计要求5%以上，精确符合设计扬程、临界汽蚀余量和关死点扬程等性能要求。该AP1000滤网反冲洗泵的水力模型具有优秀的水力性能和良好的抗汽蚀性能，可以在全工况条件下安全、可靠、长久、稳定的运行下去。
附图说明
附图1是本发明的AP1000滤网反冲洗泵叶轮的轴面投影图。
附图2是本发明的AP1000滤网反冲洗泵水力模型的主视图。
附图3是本发明的AP1000滤网反冲洗泵叶轮的叶片图。
图中：1前盖板、2叶轮、3后盖板、4蜗壳、5叶顶、6叶根。
具体实施方式
步骤1、本发明所设计的反冲洗泵过流部件的设计参数如下所是：温度为20℃，压力为0.1～0.62MPa，流量为229m3/h，扬程50m，同步转速1450r/min，临界汽蚀余量必须大于3.8m，关死点扬程为52m。本发明利用泵经验公式以及973课题组在AP1000核主泵研究积累的知识和经验，设计出一个性能合适的反冲洗泵叶轮，叶轮进口的前缘为圆头，由五个点组成的贝塞尔曲线控制其型状。叶片厚度整体采用等厚度设计，叶片数量为6个，叶轮出口的尾缘为圆头，由三点组成的贝塞尔曲线控制其型状。
步骤2、采用CFD数值模拟软件Numeca对设计出的叶轮，进行水力性能校核，叶轮效率满足设计要求为85%以上，扬程50m以上。经过Numeca后处理模块CFView模块分析泵内流体流动情况合理。采用CFD数值模拟软件Numeca的空化模块校核反冲洗泵水力模型空化性能，结合经验公式，得到其在含泥沙海水特殊介质条件下的一条空化性能曲线，计算其临界空化余量为5.44m，判断该泵空化性能良好。
步骤3、针对反冲洗泵水利模型易空化易磨损的特点，设计反冲洗泵水力模型的变截面半螺旋式蜗壳，涡室断面形状为类椭圆形，第8断面（即最大流量处断面）截面面积为5200～5300mm2，隔舌安放角20°～22°。采用CFD数值模拟软件NUMECA对反冲洗泵水力模型，进行反冲洗泵整机水力性能校核。然后针对后处理分析的蜗壳内流动情况，对蜗壳进行改型。反复重复以上工作，最后得到一个水力性能反冲洗泵的过流部件，其效率为81.3%，扬程52.5m。
步骤4、采用CFD数值模拟软件Numeca对反冲洗泵水力模型进行全工况数值模拟，得出该泵各个工况点的H-Q（扬程—流量）性能曲线。预测该泵关死点扬程为52m～54m之间，符合设计要求，分析该泵在相对设计流量20%～130%范围内可以稳定运行。
Claims (3)
1.一种AP1000滤网反冲洗泵的水力模型，包括前盖板、叶轮、后盖板和蜗壳，其特征在于，叶轮进口直径170~180mm，叶轮出口直径400~420mm，叶轮出口宽度为 25~30mm；叶轮的叶片数量为6个，叶片采用等厚度；叶轮的相对气流入口角15~17°，相对气流出口角11~13°；叶轮进口的前缘为圆头,叶轮出口的尾缘为圆头；前盖板是由一段圆弧旋转360°且等厚度为5～10mm而成 ，圆弧半径为300～320mm；后盖板与前盖板的生成方式相同，圆弧半径为340～360mm；蜗壳是变截面半螺旋环形压水室，其内部涡室最大流量断面处的截面面积为5000~5200mm2 ，涡室的扩散段长度为190~210mm，蜗舌安放角为20°~22°。
2.根据权利要求1所述的水力模型，其特征在于，所述的叶轮进口的前缘为圆头由五个点组成的贝塞尔曲线控制其形状。
3.根据权利要求1或2所述的水力模型，其特征在于，所述的叶轮出口的尾缘为圆头由三点组成的贝塞尔曲线控制其形状。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310311663.0A CN103423168B (zh) | 2013-07-24 | 2013-07-24 | 一种ap1000滤网反冲洗泵的水力模型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310311663.0A CN103423168B (zh) | 2013-07-24 | 2013-07-24 | 一种ap1000滤网反冲洗泵的水力模型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103423168A CN103423168A (zh) | 2013-12-04 |
| CN103423168B true CN103423168B (zh) | 2015-10-14 |
Family
ID=49648401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310311663.0A Expired - Fee Related CN103423168B (zh) | 2013-07-24 | 2013-07-24 | 一种ap1000滤网反冲洗泵的水力模型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103423168B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014219058A1 (de) * | 2014-09-22 | 2016-03-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Radialverdichterlaufrad und zugehöriger Radialverdichter |
| CN104832455A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-08-12 | 江苏大学 | 一种具有圆形叶片出口边的离心泵叶轮 |
| CN105179302B (zh) * | 2015-07-31 | 2018-07-31 | 武汉船用机械有限责任公司 | 一种潜液泵的叶轮 |
| CN105332950B (zh) * | 2015-11-09 | 2017-10-20 | 江苏大学 | 一种具有低噪声特性的离心泵 |
| CN111720348B (zh) * | 2020-06-18 | 2021-06-29 | 八环科技集团股份有限公司 | 一种呼吸机专用的涡轮风机及叶轮加工工艺 |
| CN114151379A (zh) * | 2020-09-07 | 2022-03-08 | 大连盛瑞德流体设备有限公司 | 一种高效率化工离心泵的水力模型 |
| CN113833675B (zh) * | 2021-09-16 | 2023-03-24 | 势加透博洁净动力如皋有限公司 | 叶轮及具有它的空压机 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB761937A (en) * | 1953-08-21 | 1956-11-21 | Garrett Corp | Improvements in or relating to a rotary fluid pressure converting device such as a turbine, compressor, pump or the like |
| CN86210682U (zh) * | 1986-12-29 | 1987-10-07 | 中国科学院工程热物理研究所 | 离心泵 |
| CN200999751Y (zh) * | 2006-12-29 | 2008-01-02 | 上海东方泵业(集团)有限公司 | 用于叶轮的双层流道叶片交错分布结构 |
| CN201382014Y (zh) * | 2009-03-05 | 2010-01-13 | 杭州恒力泵业制造有限公司 | 泵用叶轮改进结构 |
| CN201448255U (zh) * | 2009-06-08 | 2010-05-05 | 江阴市宏达风机有限公司 | 后向高压防爆离心通风机 |
| CN201621094U (zh) * | 2010-03-05 | 2010-11-03 | 浙江大福泵业有限公司 | 全扬程离心泵叶轮 |
| CN102207101A (zh) * | 2011-05-18 | 2011-10-05 | 大连理工大学 | 一种基于cfd的核主泵模化设计方法及设计百万千瓦级核主泵叶轮 |
| CN203348100U (zh) * | 2013-07-24 | 2013-12-18 | 大连理工大学 | 一种ap1000滤网反冲洗泵的水力模型 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB191128326A (en) * | 1911-12-16 | 1912-12-16 | John Taylor | Improvements in Centrifugal Pumps. |
| GB191328326A (en) * | 1913-12-09 | 1914-11-12 | John Frank Davy | Improvements in the Manufacture of "Radiants" for Gas Fires commonly known as Gas Fuel. |
| JP2012072701A (ja) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Honda Motor Co Ltd | 遠心ポンプ |
-
2013
- 2013-07-24 CN CN201310311663.0A patent/CN103423168B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB761937A (en) * | 1953-08-21 | 1956-11-21 | Garrett Corp | Improvements in or relating to a rotary fluid pressure converting device such as a turbine, compressor, pump or the like |
| CN86210682U (zh) * | 1986-12-29 | 1987-10-07 | 中国科学院工程热物理研究所 | 离心泵 |
| CN200999751Y (zh) * | 2006-12-29 | 2008-01-02 | 上海东方泵业(集团)有限公司 | 用于叶轮的双层流道叶片交错分布结构 |
| CN201382014Y (zh) * | 2009-03-05 | 2010-01-13 | 杭州恒力泵业制造有限公司 | 泵用叶轮改进结构 |
| CN201448255U (zh) * | 2009-06-08 | 2010-05-05 | 江阴市宏达风机有限公司 | 后向高压防爆离心通风机 |
| CN201621094U (zh) * | 2010-03-05 | 2010-11-03 | 浙江大福泵业有限公司 | 全扬程离心泵叶轮 |
| CN102207101A (zh) * | 2011-05-18 | 2011-10-05 | 大连理工大学 | 一种基于cfd的核主泵模化设计方法及设计百万千瓦级核主泵叶轮 |
| CN203348100U (zh) * | 2013-07-24 | 2013-12-18 | 大连理工大学 | 一种ap1000滤网反冲洗泵的水力模型 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103423168A (zh) | 2013-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103423168B (zh) | 一种ap1000滤网反冲洗泵的水力模型 | |
| CN103291391B (zh) | 一种具有双运行模式的汽轮机发电供热系统 | |
| CN203239626U (zh) | 一种带长短叶片导叶的ap1000核主泵 | |
| CN103291653B (zh) | 一种低比转数叶轮及其叶片设计方法 | |
| CN102207101A (zh) | 一种基于cfd的核主泵模化设计方法及设计百万千瓦级核主泵叶轮 | |
| CN105626574B (zh) | 一种高扬程轴流泵叶轮水力设计方法 | |
| CN105201901A (zh) | 基于流固耦合计算的离心泵叶轮水力及结构设计方法 | |
| CN105485057B (zh) | 一种斜流泵径向导叶的水力设计方法 | |
| CN105626573A (zh) | 一种基于鱼存活率预测的鱼类友好型轴流泵的设计方法 | |
| CN103883555B (zh) | 混流式双吸泵叶轮水力设计方法 | |
| CN203404124U (zh) | 一种低比转数叶轮 | |
| CN103452912A (zh) | 一种轴流泵导叶多工况设计方法 | |
| CN102287307B (zh) | 水泵水轮机空间曲面活动导叶 | |
| CN103775377A (zh) | 一种采用长短叶片旋流泵水力设计方法 | |
| CN204878074U (zh) | 一种轴流泵站的后导叶前掠的导叶叶片 | |
| CN102979658A (zh) | 双活动导叶水泵水轮机 | |
| CN103742417B (zh) | 一种大过流旋流泵水力设计方法 | |
| CN203348100U (zh) | 一种ap1000滤网反冲洗泵的水力模型 | |
| CN204692190U (zh) | 一种带有长短叶片的叶片扩压器 | |
| CN102359454A (zh) | 一种斜流泵叶轮切割性能设计方法 | |
| CN203067297U (zh) | 一种喷灌与滴灌两用自吸泵 | |
| CN102392831A (zh) | 一种高速燃油轴流泵弯掠叶片 | |
| CN204878042U (zh) | 一种新型轴流式叶轮 | |
| CN107461361B (zh) | 一种多级泵首级双吸叶轮的设计方法 | |
| CN204942089U (zh) | 一种贯流泵用扩散导叶体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151014 |