[发明专利]核电站离心式上充泵导叶多工况设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种核电站离心式上充泵导叶的多工况设计方法，既可以在离心泵的低比转速工况设计导叶时使用，也可以在离心泵的高比转速工况设计导叶时使用，尤其适用于对离心泵多工况点性能参数要求严格的情况使用。

背景技术

目前国内百万千瓦级核电站离心式上充泵全部依赖进口，水力设计是制约上充泵国产化的关键因素。上充泵要求的工况点多，流量范围跨度大，加上泵的总压头很高，且工作流量很小，给上充泵水力设计带来很大的挑战。上充泵属于离心泵中的低比转数泵，导叶的流道狭窄。另外，上充泵要求在多个流量工况点都能工作，其跨度范围大大超出一般离心泵的范围，尤其是小流量要求无驼峰，导致水力部件设计非常困难。因此，多工况设计方法成为核电站离心式上充泵导叶设计的必然选择。

发明内容

为了克服现有离心泵导叶设计方法的不足，本发明提供一种新的离心泵导叶的多工况点设计方法，多工况点的数量可以在3～8个之间。采用本发明设计的导叶可以对导叶的几何参数进行调节，达到离心泵的设计性能曲线与要求的性能曲线重合的效果，满足多个工况点要求的目的。本发明专利可以保证离心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性能要求严格的核电站离心式上充泵导叶的设计。利用以下几个关系式来确定导叶的主要几何参数，主要包括：最优效率工况点流量Q_BEP，最优效率工况点扬程H_BEP，比转数n_sBEP，第i工况点的流量Q_i，传统设计法的第i工况点的扬程H_i′，叶轮转速n，第i工况点的要求扬程与传统设计扬程的差值ΔH_i，导叶基圆直径D₃，导叶进口宽度b₃，导叶喉部高度a₃，导叶进口安放角α₃，导叶出口高度a₄，导叶出口宽度b₄，导叶出口直径D₄，反导叶进口直径D₅，反导叶进口宽度b₅和反导叶出口直径D₆。

实现上述目的所采用的设计方法是：

离心式上充泵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：

Hi′=HBEP[0.18nsBEP0.46-(0.0076nsBEP+1.04)(QiQBEP)-(1.5nsBEP-0.16)(QiQBEP)2]---(1)]]>

ΔH_i＝H-H_i′    (2)

ΔH＝max(ΔH₁，ΔH₂，…，ΔH_i，…，ΔH_n)    (3)