核主泵内部复杂流动理论与优化方法

　　核电站系统中，核反应堆主冷却剂循环泵（又称核主泵、一回路泵）是一回路高速旋转的设备，被喻为核反应堆的“心脏”。核主泵是核反应堆冷却剂系统的动力设备之一，是一回路的主要压力边界。核主泵的主要作用是给核反应堆供给冷却剂，实现一回路系统内冷却剂的循环，以便将反应堆的热量带至蒸汽发生器并加热二回路热工质。因此，核主泵对整个核电站的安全具有至关重要的作用。近年来，本课题组先后获得了国家自然科学基金“混流泵叶轮与导叶耦合模式的瞬态效应及多参数匹配规律研究”（51369015）、“核主泵动静叶栅匹配规律及瞬态干涉效应研究”（51469013）和“核主泵动静叶栅内部非定常流动及其激励机制”（51866009）的资助。课题组围绕核主泵设计理论和优化方法、动静叶栅水动力学特性、非定常流动机理及其压力脉动特性、动静叶栅多参数匹配规律等方面进行了系统研究，初步构建了核主泵内部流动理论和优化设计方法，为核主泵的设计制造提供了理论依据。《核主泵内部复杂流动理论与优化方法》是在长期从事核主泵内部复杂流动理论研究和优化设计的基础上积累而成的，期望为从事核主泵理论研究和工程设计的人员、研究生及技术人员提供参考。

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1 绪 论
1．1 研究背景和意义
1．2 核主泵动静叶栅内部复杂流动研究进展
1．2．1 核主泵动静叶栅内部非定常流动研究进展
1．2．2 核主泵动静叶栅内部两相流动的研究进展
1．3 本书的主要内容
2 核主泵动静叶栅内部流动数值计算方法
2．1 流动控制方程与求解方法
2．1．1 流动控制方程
2．1．2 湍流数值求解方法
2．1．3 求解流动问题的计算模型
2．1．4 湍流模型
2．2 核主泵内部空化流动模型及数值方法
2．2．1 完全空化模型（Full Cavitation Model）
2．2．2 VOF（Volume of Fluid）模型
2．2．3 均相流模型
3 核主泵模型样机试验系统
4 核主泵水力模型设计方法与数值优化研究
4．1 核主泵水力性能数值预测的缩比效应研究
4．1．1 模型额定工况参数换算与修正
4．1．2 水力模型方案
4．1．3 数值计算方法
4．1．4 数值计算结果与分析
4．2 核主泵动静叶栅比面积调控的协同设计
4．2．1 比面积的定义及控制因素
4．2．2 数值计算方法
4．2．3 导叶进口参数的确定
4．2．4 最佳比面积的影响因素分析
4．2．5 比面积对水力性能的影响
4．3 基于正交试验的核主泵导叶水力性能优化
4． 3．1 正交试验设计
4．3．2 模型及网格
4．3．3 数值计算结果与分析
4．4 导叶扩散度对核主泵水力性能影响的数值分析
4．4．1 研究对象和研究方法
4．4．2 控制因素水平选取
4．4．3 数值计算结果与分析
4．4．4 正交数值试验结果分析
4．5 导叶轴向安放位置对核主泵性能的影响
4．5．1 模型描述与数值计算
4．5．2 计算结果及分析
4．6 核主泵叶轮与导叶叶片数匹配的数值优化
4． 6．1 计算模型的建立
4．6．2 数值计算结果与分析
4．7 动静转子间隙对核主泵性能的影响
4．7．1 计算模型的建立和模型算法
4．7．2 确定动静转子间隙的选取范围
4．7．3 动静转子间隙对核主泵外特性的影响分析
4．7．4 动静转子间隙对核主泵内流场的影响分析
5 核主泵环形压水室内部流动特性分析
5．1 核主泵环形压水室内的能量转换特性
5．1．1 计算模型与网格
5．1．2 计算结果及分析
5．2 隔舌圆角对核主泵环形压水室流动特性的影响
5． 2．1 模型描述与数值计算
5．2．2 设计方案确定
……
6 核主泵动静叶栅内部瞬态流动特性研究
7 核主泵水力结构参数的匹配对叶轮载荷的影响
8 核主泵动静叶栅内部空化流动特性研究
参考文献