核動力汽輪機除濕級1D-3D耦合計算研究.pdf

1、核電汽輪機作為核電站常規(guī)島的關(guān)鍵設(shè)備之一，承擔著重要角色，直接關(guān)系到核電站的安全及效率。在汽輪機的研究中，對處在瞬態(tài)變化過程中的關(guān)鍵部位，分析其內(nèi)部流動特性是十分重要的。但如果對汽輪機進行全三維計算會消耗大量的計算資源，只對關(guān)鍵部位進行三維計算又缺少瞬態(tài)流動過程中精確的邊界條件，而采用純一維計算又無法對關(guān)鍵部位的內(nèi)部流動特性進行分析。因此，有必要將關(guān)鍵部位的三維流場計算與其所在系統(tǒng)的一維模型計算相耦合，進而分析關(guān)鍵部位的瞬態(tài)特性。

2、>　　本文以某型16級汽輪機為研究對象，并選取第12級為除濕級，利用離散粒子模型對除濕級進行三維流場計算，根據(jù)所選除濕溝槽對不同粒徑液滴的捕捉情況，確定除濕槽的開設(shè)位置，并以此三維模型為對象進行耦合仿真計算研究。
　　在確定三維計算模型后，利用C＃編程語言開發(fā)一維和三維耦合計算平臺，該平臺功能包括:對一維系統(tǒng)軟件Flowmaster及三維流體力學計算軟件CFX的自動化操作、一維系統(tǒng)模型與三維計算模型邊界數(shù)據(jù)傳遞的控制。使用所開發(fā)的

3、耦合計算平臺，完成對汽輪機的滿功率穩(wěn)態(tài)計算。并將計算結(jié)果與設(shè)計值進行對比，驗證耦合程序的正確性。
　　為提高穩(wěn)態(tài)耦合計算過程的穩(wěn)定性及高效性，對可能影響耦合計算的因素進行研究，包括耦合計算的初始邊界條件、三維CFD模型迭代次數(shù)、耦合計算松弛因子、耦合數(shù)據(jù)映射方式。對以上四種因素分別加以討論，對耦合計算性能優(yōu)化的方法進行初步探索，為之后進行較為復雜的耦合計算提供基礎(chǔ)。
　　完成對除濕級三維模型的穩(wěn)態(tài)耦合計算，得出除濕級的基本特