[发明专利]一种可提高核主泵惰转时间的叶轮的优化设计方法

摘要

本发明涉及一种可提高核主泵惰转时间的叶轮的优化设计方法，首先建立可以通过优化叶轮主要参数来提高惰转工况运转效率的主目标函数，然后将主要参数分为三组分别作为设计变量，在初始约束条件内，对这三个分目标函数分别利用复合形法对惰转效率优化，分别得到使效率最高的叶轮主要几何参数的最优点，然后在最优点附近小范围确定一个新的约束，在缩小的新约束内用可行方向法对主目标函数优化求解，得到最终优化结果。本发明对核主泵叶轮的设计，能够改善叶轮惰转运行效率偏低问题，延长惰转时间，提高核安全性。同时，本方法创新运用分目标缩小约束范围和主目标寻找最优点的分步优化设计方法，提高了优化的速度，保证了优化结果有效性。

主权项

1.一种可延长核主泵惰转时间的叶轮的优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：首先寻找一个可以通过优化叶轮主要参数：叶轮进口直径D₀、叶轮出口直径D₂、叶轮出口宽度b₂、叶片进口角β₁、叶片出口安放角β₂、叶片包角叶片数Z，来提高核主泵效率η,降低惰转过程损耗，相同初始能量下延长核主泵惰转时间的主目标函数f(X)；设计变量为：主目标函数为：式中，D0‑叶轮进口直径，单位米；D2‑叶轮出口直径，单位米；b2‑叶轮出口宽度，单位米；β1‑叶片进口角，单位度；β2‑叶片出口安放角，单位度；‑叶片包角，单位度；Z‑叶片数；min‑区域最小值；S2：然后将主要参数分为三组分设计变量，并建立三个分目标函数，再在初始约束条件内利用复合形法对惰转效率分目标函数优化，分别得到三个分目标函数的最优解，所述的三组分设计变量为：X1＝[D0、D2]T；X2＝[b2、β1]T；分目标函数为：所述的初始约束条件为：分目标函数f(X1)的初始约束条件为[0.9D0,1.1D0]、[0.9D2,1.1D2]；分目标函数f(X2)的初始约束条件为[0.9b2,1.1b2]、[0.9β1,1.1β1]；分目标函数f(X₃)的初始约束条件为S3：最后在各叶轮参数最优解附近小范围确定一个新的约束条件，在新约束条件内用可行方向法对主目标函数优化求解，得到最终优化结果。