1、在整個(gè)核電系統(tǒng)中，核主泵被喻為核島的“心臟”，是核反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的動(dòng)力設(shè)備之一，也是一回路的主要壓力邊界。核電站中的一回路破口事故和熱阱喪失事故均可能導(dǎo)致核主泵發(fā)生空化，使其揚(yáng)程和效率降低，引起反應(yīng)堆芯過(guò)熱，空化嚴(yán)重時(shí)對(duì)核主泵性能和安全運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。本文以一臺(tái)自主設(shè)計(jì)的核主泵模型泵為研究對(duì)象，通過(guò)數(shù)值計(jì)算，并結(jié)合相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)深入研究了核主泵發(fā)生空化時(shí)其內(nèi)部空化流動(dòng)特性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴核主泵空化流動(dòng)對(duì)能量轉(zhuǎn)換的影

2、響。通過(guò)流線(xiàn)上壓力、速度等的變化規(guī)律，結(jié)合泵基本方程，對(duì)不同空化工況下核主泵葉輪內(nèi)動(dòng)、靜揚(yáng)程進(jìn)行深入研究。結(jié)果表明：核主泵內(nèi)流體的能量主要由葉輪中后段提供，且從前蓋板到后蓋板，流體獲得的能量逐漸減少。空化干擾葉輪內(nèi)液體的流動(dòng)，導(dǎo)致空化區(qū)域相對(duì)速度增大，壓力減小，在氣泡密集區(qū)域，葉片對(duì)流體做功極少。同時(shí)，隨著空化程度加劇，無(wú)空化區(qū)動(dòng)揚(yáng)程增大，靜揚(yáng)程減小，且靜揚(yáng)程減小幅度大于動(dòng)揚(yáng)程增大幅度，從而引起泵揚(yáng)程和效率下降。另外，在空化區(qū)域，隨著空

3、化程度加劇，動(dòng)、靜揚(yáng)程突變程度加劇，增大了葉輪內(nèi)的流動(dòng)損失，進(jìn)而導(dǎo)致泵揚(yáng)程及效率進(jìn)一步下降。⑵空化發(fā)展對(duì)核主泵性能的影響。選擇4種空化工況，通過(guò)對(duì)比得出核主泵在發(fā)生空化時(shí)，其性能及內(nèi)部流場(chǎng)變化規(guī)律。結(jié)果表明：核主泵發(fā)生空化時(shí)，其揚(yáng)程、效率和功率變化對(duì)有效空化余量降低的敏感程度不同。隨著空化程度加劇，揚(yáng)程變化率最大，效率次之，功率變化率最小。同時(shí)，由空化產(chǎn)生的氣泡改變了空化區(qū)域流體狀態(tài)，使流體動(dòng)力粘度減小，導(dǎo)致空化區(qū)域湍流耗散率減小，降低

4、了湍流耗散損失。⑶葉片進(jìn)口邊幾何形狀對(duì)核主泵空化流動(dòng)特性的影響。對(duì)4種不同葉片進(jìn)口邊幾何形狀的模型泵進(jìn)行空化模擬，得出葉片進(jìn)口邊幾何形狀對(duì)核主泵性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明：葉片進(jìn)口邊減薄，使葉片進(jìn)口對(duì)流體的排擠作用減弱，改善了葉片對(duì)進(jìn)口流動(dòng)條件改變的適應(yīng)性，減小葉片進(jìn)口處的流動(dòng)損失，使效率升高。另外，增大葉片進(jìn)口邊圓角，進(jìn)口減薄程度加劇，使進(jìn)口處過(guò)流斷面面積增大，流速降低，進(jìn)而導(dǎo)致壓力增大，且低壓區(qū)逐漸向葉片出口移動(dòng)，在發(fā)生空化時(shí)，氣泡對(duì)