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《东北大学》 2015年
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核泵散热系统的强化及其热平衡分析

王东  
【摘要】:核泵作为一种输送介质的动力装置已经广泛的应用于核设备系统中,而核设备上的装置往往工作在高温高压环境下,在受到大的热负载时,往往会对核泵零部件轴承的寿命造成很大影响,或者直接造成轴承失效,从而引发核事故。因此,为了保证设备热安全,对整个核泵散热系统进行安全设计就显得尤为重要。然而,目前对核泵散热系统的研究很难进行实验检测,同时对散热系统的强化多采用单一方式,并没有形成一套比较完整的核泵散热系统的优化方案,对核泵的热设计不能提供有效的数据支撑。在此背景下,本文以某一型号的立式离心泵为研究对象,做了如下相关内容的分析和计算:(1)介绍核泵相关知识,以及物体传热、散热的原理,和国内外传热计算的相关研究。(2)分析微分法、热阻网络法及数值模拟各自的优缺点,选择适合本文用的热计算方法,介绍热网络法的相关理论及计算方法。(3)利用热阻网络法对整个核泵传热系统建立相应的热模型,得到相应的温度分布,结合核泵的结构特点,提出两种强化散热的方式:其一,对泵轴采取增加散热片的方式来强化散热,分析计算散热片对泵轴系统的散热效果影响。其二,安装风机对轴承支架强制对流散热,分析计算风机对泵轴散热的影响。(4)在保证核泵散热安全的前提下,对加装风扇的参数要求给出了设计方法,并通过FULENT软件对风扇的来流风速和风压给出验证。(5)利用ANSYS中的Steady-State Thermal模块对轴承支架进行稳态热分析,得到轴承处的温度分布,与热阻网络法计算结果对比,验证核泵热平衡计算方法的准确性和强化散热系统的有效性。在以上内容的基础上,本文总结出一套核泵热平衡计算方法,并致力于探究一套强化核泵散热的系统方法,并且通过有限元软件进行验证,确保该方法的稳定可靠。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM623.4

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