一种基于CFD的核主泵模化设计方法及设计百万千瓦级核主泵叶轮技术

一种基于CFD的核主泵模化设计方法及设计百万千瓦级核主泵叶轮，属于泵设计与制造技术领域。其特征是基于CFD的核主泵模化设计方法分为四个步骤，步骤一是根据百万千瓦级核主泵的设计参数，选择一个与预设计泵叶轮满足相似条件的模型泵叶轮；步骤二是利用传统模化设计公式计算尺寸变换系数，在一定范围内选取3～4个不同尺寸系数以变换模型泵叶轮；步骤三是对步骤二中得到的3～4种泵叶轮分别进行数值模拟，对尺寸系数与扬程的关系进行对数拟合，得到满足要求的核主泵叶轮；步骤四是对步骤三中得到的核主泵叶轮进行优化，完成设计。本发明专利技术的效果和益处是解决了高温高压大流量百万千瓦级核主泵的设计问题，设计过程简洁高效可控。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
１．一种基于ＣＦＤ的核主泵模化设计方法及设计百万千瓦级核主泵叶轮，其特征包括以下步骤：步骤１、选择一个与预设计泵叶轮比转速相似的模型泵叶轮；符合要求的模型泵叶轮经过以下两个步骤得到；（１）选择与预设计泵叶轮比转速相近的成熟产品泵叶轮作为初始模型；（２）基于遗传算法，以效率为目标函数优化初始模型泵叶轮，优化过程采用Ｎｕｍｅｃａ软件中的Ｄｅｓｉｇｎ３Ｄ模块实现，优化后叶轮作为最终模型泵叶轮；步骤２、利用传统模化设计公式①计算尺寸变换系数λ０，并在（λ０－０．１）～（λ０＋０．１）范围内选取３～４个不同尺寸系数λ１～λ４，根据这些尺寸系数分别变换模型泵叶轮得到３～４种泵叶轮；（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）＆ｌａｍｂｄａ；（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｍ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｑｒｔ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｉ）Ｈ（／ｍｉ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｈ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｍ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｓｑｒｔ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）①①式中ｎ是转速，Ｈ是扬程，带下标Ｍ是模型泵参数，不带下标Ｍ是设计参数；步骤３、百万千瓦级三代核主泵的工作条件是：温度达２８０～３５０℃，压力达１５．１～１７．５ＭＰａ，流量达１７０００～２２０００ｍ３／ｈ，利用Ｎｕｍｅｃａ软件中的Ｆｉｎｅ／Ｔｕｒｂｏ模块，选取上述参数范围内的一组温度、压力、流量作为数值模拟的边界条件，对步骤２中得到的３～４种泵叶轮分别进行数值模拟，得到３～４个扬程Ｈ１～Ｈ４，对尺寸系数与扬程的关系进行对数拟合，再将要求的设计扬程代入拟合公式中即可得到精确的尺寸变换系数λ，最后将模型泵叶轮按照该尺寸系数λ变换就得到满足要求的核主泵叶轮；步骤４、为使步骤３中得到的核主泵叶轮性能达到最高，基于遗传算法，以效率作为目标函数，利用Ｄｅｓｉｇｎ３Ｄ模块对其进行的优化，优化后叶轮水力效率达到９３％以上，最终实现核主泵叶轮的设计。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢蓉，王晓放，单玉姣，沈飞，叶钟，葛存飞，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91