[发明专利]一种离心泵动静部件间隙优化设计方法

摘要

本发明提供了一种离心泵动静部件间隙优化设计方法，采用反应谱和流固耦合相结合的数值计算方法，将地震力和流体激振力同时考虑，得到了余热排出泵多工况下叶轮口环处和叶轮出口处定量的变形。通过地震反应谱和瞬态流固耦合相结合的计算，采用考虑叶轮由于受到地震力和流体瞬态激振力影响的方法，得到余热排出泵多工况下动静部件间变形的规律，以优化余热排出泵动静部件间隙的设计。所述方法基于地震反应谱分析和流体诱导振动分析，使核电用离心泵动静部件间隙设计更加合理，为离心泵的结构设计提供更准确的计算结果，为核电用离心泵结构的优化设计提供新的设计思路和方法。

主权项

1.一种离心泵动静部件间隙优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)结构初步设计：根据离心泵技术要求，初步设计离心泵的结构；(2)计算模型确立：根据初步设计的所述离心泵的结构及离心泵的安装固定方案，利用有限元软件建立所述离心泵动静部件有限元模型；(3)结构静态分析：根据离心泵的结构设计，确定离心泵在事故工况和安全停堆地震工况下的地震载荷，地震载荷作用在底板上，阻尼比是2％，标高为4米，并以该地震载荷、所述离心泵的材料属性为输入条件，通过有限元软件对离心泵进行地震作用前的预应力分析，得到预应力；(4)地震谱确定：根据楼层反应谱，拟合出人工地震波及人工地震波反应谱；(5)模型强度分析：通过有限元软件，将预应力作为初始条件，以拟合的人工地震波作为地震荷载，经过地震反应计算得出离心泵的动部件在地震荷载作用下的变形量；(6)对离心泵流体域进行计算流体力学(CFD)建模，进行实验室条件下的流场计算，并进行外特性试验验证；(7)对动部件采用流固耦合的方法进行流动诱导振动计算，得到动部件受流体激振力作用产生的变形量；(8)组合所述动部件在地震荷载作用下的变形量和动部件流固耦合计算结果，得到离心泵动静部件的相对变形量；(9)根据离心泵动静部件的相对变形，并根据核电抗震设计规范的相关要求，得出动静部件间隙的最小值；(10)动静部件间隙优化设计：通过抗震性能评估校核动静部件间隙是否满足抗震性能，并修正原始动静部件间隙结果；(11)当通过步骤(10)进行优化设计后，动静部件间隙满足抗震性能的可靠度要求后，制造实物样机；(12)对样机进行抗震验证试验，当核电用离心泵样机在抗震验证试验中的实测变形量与离心泵在步骤(8)得到的相对变形量之间的误差在允许误差范围内时，产品设计投入生产。