[发明专利]一种降低核主泵压力脉动的非对称错列叶轮及水力部件

说明书

本发明提供一种降低核主泵压力脉动的非对称错列叶轮及水力部件，所述降低核主泵压力脉动的非对称错列叶轮为闭式叶轮，所述降低核主泵压力脉动的非对称错列叶轮包括两组分叶片、环形肋板和前后盖板，所述两组分叶片在圆周方向上交错排列。本发明的错列叶轮可在不改变其他水力部件的情况下，只通过对原始叶轮叶片的改变来降低压力脉动，对水力部件的其他性能影响较小。相对于原始叶轮错列叶轮改变了出口的流场分布，改变了叶轮叶片和导叶叶片的匹配关系，进而能够有效降低动静干涉引起的压力脉动。

技术领域

本发明涉及叶片泵技术，尤其涉及一种降低核主泵压力脉动的非对称错列叶轮及水力部件。

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。

我国目前正在大力发展三代大型压水堆核电站，其核主泵分为轴封式和无轴封式两种，两种主泵的水力部件构成基本相同，主要有叶轮、导叶和环形压水室组成。其中叶轮是水力部件中的旋转部件，其直接影响水力部件的性能。无轴封式主泵中的大功率屏蔽电机核主泵，是三代先进压水堆核电站中目前我国唯一不能国产化的主要设备。水力部件压力脉动是核主泵振动的一个主要来源，叶轮是导致压力脉动的最主要水力部件，因此要尽可能降低水力部件引起的压力脉动，以满足期望的长周期安全使役；同时不同显著影响水力部件其他性能。

因此，亟待一种降低核主泵压力脉动的非对称错列叶轮及水力部件。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述三代大型压水堆核电站水力部件设计的问题，提出一种降低核主泵压力脉动的非对称错列叶轮，该错列叶轮能够有效降低动静干涉引起的压力脉动；相对于原始叶轮错列叶轮能够改变叶轮出口的流场分布，改变叶轮叶片和导叶叶片的匹配关系，同时对水力部件的其他性能影响较小。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种降低核主泵压力脉动的非对称错列叶轮，所述降低核主泵压力脉动的非对称错列叶轮为闭式叶轮，所述降低核主泵压力脉动的非对称错列叶轮包括两组分叶片、环形肋板和前后盖板，所述两组分叶片在圆周方向上交错排列。进一步地，两组分叶片由原始叶片分割得到，将常规叶片由沿着进口到出口的环形肋板进行分割，原始叶片在叶宽方向上分割成两组分叶片，两组分叶片为非对称形式。

进一步地，环形肋板由叶轮轴面流道中线绕轴线旋转得到，流道中线向两侧加厚进行形成环形肋板。

进一步地，两组分叶片的交错角相等。

进一步地，叶轮为混流叶轮。

本发明的另一个目的还公开了一种水力部件，包括上述降低核主泵压力脉动的非对称错列叶轮，与叶轮相匹配的吸入导管和导叶及环形压水室；导叶和吸入导管置于叶轮外部，吸入导管进口内径与压水室相匹配，吸入导管出口内径与降低核主泵压力脉动的非对称错列叶轮进口相匹配，导叶为空间和径向相结合形式，降低核主泵压力脉动的非对称错列叶轮、导叶和吸入导管置于环形压水室内。

本发明降低核主泵压力脉动的非对称错列叶轮及水力部件，与现有技术相比较具有以下优点：

1)本发明叶轮叶片在原始叶轮叶片上分割得到，保证了原始叶片叶型的设计，无需进行新的设计，只改变叶片，这样无需改变其他水力部件的几何形状和尺寸。

2)由沿着进口到出口的环形肋板对常规叶片进行分割，环形肋板由叶轮子午面中心流线绕轴线旋转得到；这种分割方式能够保证两组分叶片的流量大体相同，同时环形肋板的形状符合流动规律。