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    高溫高壓泵運行穩定性

    作者:管理員 發布:2017年4月18日 瀏覽次數: 2143

    壓力脈動的研究

    壓力脈動會導致高溫髙壓泵在運行過程中不穩定,導致機組的結構振動并產生噪聲,從而影響機組的正常運行。為了研究高溫髙壓泵內部流體壓力脈動狀況,對不同的高溫高壓栗模型進行分析,發現在設計流量下,葉輪內壓力脈動主要由轉頻決定,從葉輪進口至出口導葉的影響程度逐漸增強;導葉內壓力脈動主要由葉頻決定,沿流道至出口葉輪的影響逐漸削弱;蝸殼內壓力脈動主要由葉頻決定,也受導葉數影響。在不同流量工況下,采用特定形式的導葉非均布可以降低核主泵類球形壓水室出口處的脈動幅值。當髙溫高壓泵處于變流量工況下工作時,相對于額定流量,越偏離額定流量,泵內部壓力脈動越嚴重。針對變流量過渡過程的瞬態特性,王秀禮等以核主杲為研究對象利用CFX流場分析軟件進行了分析,發現變流量過渡期間,核主泵的壓力脈動沿圓周方向分布并不均勻,其變化趨勢是逐漸上升到最大值后又降低,基本呈正弦變化規律,瞬態壓力波動變化次數等于葉片與導葉片數間的動靜干涉次數,監測點越靠近葉片與導葉交界面,其壓力波動越大,且變小流量時,葉輪出口二次回流會導致各監測點壓力脈動變化不一。所以為了保證泵運行的安全,泵機組應盡量避免偏離額定工況。

    轉子動力學的研究

    目前對高溫高壓泵轉子動力學的研究較少,大多采用數值模擬方法,但轉子的運動狀態對泵機組的穩定性運行影響顯著。為預測轉子動力學狀況,劉厚林等基于ANSYS軟件的流固耦合功能對余熱排出泵的轉子系統進行模態分析,得到無預應力和不同預應力下的模態分析結果。發現流固耦合力對轉子固有頻率的影響大于旋轉離心力,在同時考慮旋轉離心力和流固耦合力作用時,轉子固有頻率介于只考慮流固耦合力或旋轉離心力的固有頻率。預應力情況下,轉子的固有頻率更接近于激振頻率,工程中應注意避免共振的發生。同時,有研究結果顯示相對于干態,濕態下不同節徑處轉子固有頻率較低P41,而且水的附加質量會降低轉子固有頻率,變化率為4.69%~11.5%,階數越高’變化率越大,與振動方向無關。

    階數

    無應力模態

    旋轉離心力

    流固耦合力

    兩者都有

    1

    61.00

    60.63

    60.51

    60.59

    2

    61.01

    60.76

    60.51

    60.73

    3

    153.97

    154.22

    152.18

    154.11

    4

    408.94

    406.28

    405.88

    406.19

    5

    409.06

    406.40

    405.98

    406.31

    6

    775.79

    770.54

    770.43

    770.50

    發展趨勢

    由于高溫高壓栗輸送高溫高壓介質,要在現場實際條件下進行試驗難度極大。建立高溫高壓試驗臺實施仿現場條件的驗證試驗是一個必不可免的重要任務。

    高溫高壓泵對流場與電機腔直接的隔熱要求嚴格,否則將使高溫高壓泵的電機腔溫度升高,影響泵機組的安全正常運行。因此熱屏障和冷卻循環回路是重點研究問題之一。

    高溫髙壓泵的強度影響機組安全運行,深入研究高溫高壓系的應力-應變,將成為高溫高壓泵的重要研究課題。高溫高壓泵也將向高轉速、低重量、小體積方向發展。

    隨著科技的發展,高溫高壓泵逐漸向智能可控化方向發展,一套完整的智能檢測、調控系統是必不可少的。

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