核电站离心式上充泵导叶多工况设计方法

摘要

本发明提供了提供一种满足多工况点要求的核电站离心式上充泵导叶设计方法，其特征是在上充泵导叶设计时，把导叶的几何参数与不同工况点的性能参数联系到一起，使上充泵的实际运行性能曲线与所要求性能曲线一致，达到泵的设计性能曲线与要求的性能曲线重合的效果。采用本发明设计的导叶可以对导叶的几何参数进行调节，达到上充泵性能满足多个工况点要求的目的。本发明可以保证上充泵的实际运行性能曲线与要求性能曲线的一致性，特别适用于多个工况点要求严格的上充泵导叶的设计。

主权项

一种核电站离心式上充泵导叶的多工况设计方法，设多工况点的数量为m个，i为其中任意一个，它根据对离心泵最优效率工况点的流量Q_BEP、最优效率工况点的扬程H_BEP、叶轮转速n、最优效率工况点的比转速n_sBEP、流量Q_i、按传统设计方法得到的第i工况点的扬程H_i′的要求，来设计上充泵导叶的几何参数，其特征是：把导叶的几何参数与不同工况点的性能参数联系到一起，使上充泵的实际运行性能曲线与所要求性能曲线一致，即导叶主要几何参数与不同工况点性能参数之间适合以下几个等式的关系：${H_i}^{\prime }=H_{\mathrm{BEP}}[0.18n_{\mathrm{sBEP}}^{0.46}-(0.0076n_{\mathrm{sBEP}}+1.04)\left(\frac{Q_i}{Q_{\mathrm{BEP}}}\right)-\left(1.5n_{\mathrm{sBEP}}^{-0.16}{\left(\frac{Q_i}{Q_{\mathrm{BEP}}}\right)}^2\right]---\left(1\right)$ΔH_i＝H‑H_i′    (2)ΔH＝max(ΔH₁，ΔH₂，…，ΔH_i，…，ΔH_m)    (3)$D_3=6.16n^{-0.73}{Q}_{\mathrm{BEP}}^{0.69}{H}_{\mathrm{BEP}}^{1.62}{b}_3^{-1.2}{\left(\tan {\alpha }_3\right)}^{-0.19}{(1+\frac{\mathrm{\Delta H}}{H_{\mathrm{BEP}}})}^{0.49}---\left(4\right)$$b_3=a_3=0.092n^{0.27}{Q}_{\mathrm{BEP}}^{0.69}{H}_{\mathrm{BEP}}^{-0.493}{\left(\frac{D_3}{D_{3\mathrm{BEP}}}\right)}^{-5.03}---\left(5\right)$${\alpha }_3=\arcsin \left(0.21n^{0.17}{Q}_{\mathrm{BEP}}^{0.21}{H}_{\mathrm{BEP}}^{-0.36}\right){(1-\frac{\mathrm{\Delta H}}{H_{\mathrm{BEP}}})}^{0.56}---\left(6\right)$$a_4=b_4=0.063n^{-0.29}{Q}_{\mathrm{BEP}}^{-0.76}{H}_{\mathrm{BEP}}^{0.43}{\left(\frac{D_3}{D_{3\mathrm{BEP}}}\right)}^{5.01}---\left(7\right)$$D_4=8.63n^{-0.69}{Q}_{\mathrm{BEP}}^{0.75}{H}_{\mathrm{BEP}}^{1.58}{b}_3^{-1.1}{\left(\tan {\alpha }_3\right)}^{-0.23}{(1+\frac{\mathrm{\Delta H}}{H_{\mathrm{BEP}}})}^{0.53}---\left(8\right)$$D_5=7.42n^{-0.71}{Q}_{\mathrm{BEP}}^{0.67}{H}_{\mathrm{BEP}}^{1.63}{b}_3^{-1}{(1+\frac{\mathrm{\Delta H}}{H_{\mathrm{BEP}}})}^{0.81}---\left(9\right)$$b_5=0.152n^{0.29}{Q}_{\mathrm{BEP}}^{0.73}{H}_{\mathrm{BEP}}^{-0.57}{\left(\frac{D_3}{D_{3\mathrm{BEP}}}\right)}^{-4.93}---\left(10\right)$$D_6=2.075n^{-0.56}{Q}_{\mathrm{BEP}}^{0.81}{H}_{\mathrm{BEP}}^{1.26}{b}_3^{-1.08}{(1+\frac{\mathrm{\Delta H}}{H_{\mathrm{BEP}}})}^{0.63}---\left(11\right)$式中：Q_BEP——最优效率工况点流量，立方米/秒；H_BEP——最优效率工况点扬程，米；n_sBEP——最优效率工况点比转速；Q_i——流量，立方米/秒；H_i′——按传统设计方法得到的第i工况点的扬程，米；H——第i工况点的要求扬程，米；D_3BEP——按最优效率工况点设计的导叶基圆直径，米；n——叶轮转速，转/分；D₃——导叶基圆直径，米；b₃——导叶进口宽度，米；a₃——导叶喉部高度，米；α₃——导叶进口安放角，度；a₄——导叶出口高度，米；b₄——导叶出口宽度，米；D₄——导叶出口直径，米；D₅——反导叶进口直径，米；b₅——反导叶进口宽度，米；D₆——反导叶出口直径，米。