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高温高压泵运行稳定性

作者:管理员 发布:2017年4月18日 浏览次数: 1022

压力脉动的研究

压力脉动会导致高温髙压泵在运行过程中不稳定,导致机组的结构振动并产生噪声,从而影响机组的正常运行。为了研究高温髙压泵内部流体压力脉动状况,对不同的高温高压栗模型进行分析,发现在设计流量下,叶轮内压力脉动主要由转频决定,从叶轮进口至出口导叶的影响程度逐渐增强;导叶内压力脉动主要由叶频决定,沿流道至出口叶轮的影响逐渐削弱;蜗壳内压力脉动主要由叶频决定,也受导叶数影响。在不同流量工况下,采用特定形式的导叶非均布可以降低核主泵类球形压水室出口处的脉动幅值。当髙温高压泵处于变流量工况下工作时,相对于额定流量,越偏离额定流量,泵内部压力脉动越严重。针对变流量过渡过程的瞬态特性,王秀礼等以核主杲为研究对象利用CFX流场分析软件进行了分析,发现变流量过渡期间,核主泵的压力脉动沿圆周方向分布并不均匀,其变化趋势是逐渐上升到最大值后又降低,基本呈正弦变化规律,瞬态压力波动变化次数等于叶片与导叶片数间的动静干涉次数,监测点越靠近叶片与导叶交界面,其压力波动越大,且变小流量时,叶轮出口二次回流会导致各监测点压力脉动变化不一。所以为了保证泵运行的安全,泵机组应尽量避免偏离额定工况。

转子动力学的研究

目前对高温高压泵转子动力学的研究较少,大多采用数值模拟方法,但转子的运动状态对泵机组的稳定性运行影响显著。为预测转子动力学状况,刘厚林等基于ANSYS软件的流固耦合功能对余热排出泵的转子系统进行模态分析,得到无预应力和不同预应力下的模态分析结果。发现流固耦合力对转子固有频率的影响大于旋转离心力,在同时考虑旋转离心力和流固耦合力作用时,转子固有频率介于只考虑流固耦合力或旋转离心力的固有频率。预应力情况下,转子的固有频率更接近于激振频率,工程中应注意避免共振的发生。同时,有研究结果显示相对于干态,湿态下不同节径处转子固有频率较低P41,而且水的附加质量会降低转子固有频率,变化率为4.69%~11.5%,阶数越高’变化率越大,与振动方向无关。

阶数

无应力模态

旋转离心力

流固耦合力

两者都有

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

发展趋势

由于高温高压栗输送高温高压介质,要在现场实际条件下进行试验难度极大。建立高温高压试验台实施仿现场条件的验证试验是一个必不可免的重要任务。

高温高压泵对流场与电机腔直接的隔热要求严格,否则将使高温高压泵的电机腔温度升高,影响泵机组的安全正常运行。因此热屏障和冷却循环回路是重点研究问题之一。

高温髙压泵的强度影响机组安全运行,深入研究高温高压系的应力-应变,将成为高温高压泵的重要研究课题。高温高压泵也将向高转速、低重量、小体积方向发展。

随着科技的发展,高温高压泵逐渐向智能可控化方向发展,一套完整的智能检测、调控系统是必不可少的。

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