基于流固耦合方法的300MWe级反应堆主泵叶片应力分析.pdfVIP

学兔兔 第 46卷第 4期 机 械 工 程 学 报 vo1．46 NO．4 2010年 2月 J0URNALOFMECHANICALENGINEERn G Feb． 20l0 DoI：1O．3901／ E．2010．04．111 基于流固耦合方法的300MWe级反应堆 主泵叶片应力分析串 陈向阳 袁丹青 杨敏官 袁寿其 f江苏大学能源与动力工程学院 镇江 212013) 摘要：以国内某 300MWe级核电站冷却剂泵为对象，从安全性出发，利用流固耦合技术，通过求解流体和固体耦合方程， 对稳定工况下的叶片应力进行计算和分析。理论分析表明，主泵动静叶片的应力主要包括离心力引起的拉应力、流场压力引 起的弯、扭应力和温度场产生的热应力：通过对计算结果进行分析，得到结论：最大米塞斯等效应力发生在固支约束处，叶 片应力不具有严格的周期性，导叶体段复杂的内部流场是其应力分布无规律性的内在原因；综合对比计算和理论分析结果， 证明动静叶片应力的差异性，并简要分析上述差异的主要影响因素。由第四强度理论进行的校核结果证明：主泵满足美国机 械工程师协会(AmericanSocietyofMechanicalEngineers，ASME)的强度要求。为改进叶片翼型设计、保障主泵水力性能和强 度要求提供有效依据。 关键词：反应堆冷却剂泵 流固耦合 米塞斯等效应力 强度校核 中图分类号：TH38 BladeStressoftheReactorCoolantPumpof300MW eNuclearPower PlantinChinaBasedonFluid—solidCouplingM ethod CHEN Xiangyang YUAN Danqing YANGM inguan YUAN Shouqi (SchoolofEnergyandPowerEngineering，JiangsuUniversity,Zhenjiang212013) Abstract：Inordertocomputeandanalyzethebladestressinreactorcoolantpumpofa300MWenuclearpowerplantinChina， fromtheviewpointofsafeyt performance，thefluid-solidcouplingtechniqueisadoptedtosolvethefluidandsolidcouplingequation． Theoreticalanalysisshowshtatthebladesrtessesmainlyincludetensilesrtesscausedbycentrifugalforce，bendingandtorsional srtessesinducedbyflow—fieldpressure，andhtemr alsrtessbroughtbytemperaturefield．From theanalysisresults，itisconcludedthat themaxequivalent(Von—Mises)stressexistsinfixedsuppo~sandhtebladesffessdoesnothavestrictperiodicity,andhtedisordered distributionsofblade srtessliesni thecomplexinternalflow．Thedifferencesbetween impellerandguidevaneareprovedby comparisonofhteoryandsimulationandthemainfactorsraeexplanied．Lastlytheintensityexamniationprovesthattheintensiytof hte reactorc