大型变速抽水蓄能发电电动机不同进相工况下磁密与损耗研究

大型电机进相运行是维持电网电压及无功平衡的重要方式。为了研究不同进相运行时大型变速抽水蓄能电机内电磁场的分布及损耗变化,本文建立了326MW变速抽水蓄能发电电动机二维电磁场模型,对比分析了变速抽水蓄能电机在不同进相运行工况下的气隙磁密、定子电流波形以及定转子铁芯采样点处的磁密值,探究了定子铁芯损耗和转子铁芯损耗的变化情况。同时采用相同的计算方法对小容量10MW变速抽水蓄能发电电动机进行研究,计算结果和试验测试值较为接近,验证了本文计算方法的可行性。

高温铅铋轴流泵叶轮冲磨蚀特性研究

为研究铅铋轴流泵叶轮冲磨蚀特性,基于液态铅铋的冲磨蚀破坏机理分析,利用边界层理论建立冲磨蚀数学模型,采用SST k-ω湍流模型对0.8Q_(d)、1.0Q_(d)和1.2Q_(d)三种方案下泵内流动进行数值计算,获得了叶片冲磨蚀分布及壁面流速、流态、壁面熵产率与冲磨蚀的影响关系。结果表明:高冲磨蚀区域主要分布在叶片进口边靠近泵壳一侧;随铅铋泵入口流量增加和壁面流态紊乱加剧,叶片受冲磨蚀影响增大;当液态铅铋的最大流速不高于10m/s时,叶片受冲磨蚀影响较小,而最大流速高于10m/s时,叶片表面冲磨蚀急剧加重;叶片表面高冲磨蚀区域是高壁面熵产率主要分布区域,且液态铅铋的冲磨蚀行为与壁面熵产率呈正相关关系。

抽水蓄能静止变频器换相超前角动态控制策略研究与试验验证

静止变频器是我国抽水蓄能电站的核心设备。而在静止变频起动过程中,自然换相阶段逆变器换相一般采用换相超前角恒定的控制策略,易造成换相失败的问题。针对该问题,提出了一种逆变器换相超前角动态控制策略。该策略主要通过机端电压和回路电流进行动态控制换相超前角,以避免采用恒换相超前角策略易出现的问题;同时还引入换相裕度,以提高换相成功率,提升系统稳定性。最终通过试验,以功率因数和起动效率等指标验证了该策略的可行性,证明了该策略相比传统控制方法具有起动效率佳、功率因数高等优点。

叶顶间隙结构对轴流铅铋泵叶轮磨损特性的影响

铅冷快堆反应回路中的高温液态铅铋金属会对轴流铅铋泵叶轮叶片头部产生冲刷磨损效应,造成叶片表面保护层破裂从而加快材料腐蚀速率。为了降低高温液态金属对叶片表面的冲刷磨损效应,设计平面、倒直角和倒圆角的三种叶顶间隙结构,并通过缩比换算方法验证仿真结果的可靠性,继而采用ANSYS CFX流体动力学软件分析了不同叶顶间隙结构下的流速、剪切力、流态随冲刷磨损特性变化规律,并利用壁面熵产率方法分析了高温液态铅铋金属在材料表面的能量损耗。结果表明:标准工况下倒直角模型的扬程和效率较平面分别降低了1.02%和0.64%,倒圆角模型扬程降低了0.51%,而效率提升了0.51%。叶轮内冲刷磨损效应主要发生在叶片轮缘进口边附近,倒直角和倒圆角设计可以通过降低叶顶间隙的流速和改善流态的途径减小叶片表面机械能损耗,从而降低该位置的冲刷磨损效应。因此倒圆角设计和倒直角设计能够改善高温液态铅铋金属对叶片头部冲刷磨损的影响。

铅铋介质与清水介质在核主泵内流动对比

为了满足第四代核电系统铅铋(LBE)快堆模块化的结构要求,其主循环泵常采用轴流式结构,掌握铅铋介质在轴流式核主泵内的流动特性是铅铋快堆设计的关键性问题之一。但是目前泵的理论设计与实验都是以清水介质为前提,当实际应用在LBE介质下时,必然会导致泵的内外特性与设计目标和实验状态出现明显差异。通过计算流体力学(CFD)方法采用SST k-ω湍流模型对铅铋介质和清水介质进行瞬态数值计算,分析额定工况下两种介质在叶轮和导叶计算域的能量变化及其规律。结果表明:按照轴流泵水力设计方法完成的水力设计方案,在额定工况下,LBE介质相较与清水介质的扬程与效率均有明显提高。在叶轮计算域,LBE介质静扬程的提高是导致其总扬程与效率均优于清水介质的主要原因;在导叶计算域,LBE介质的流动损失明显低于清水介质,LBE介质在导叶轮毂处的分离现象明显弱于清水介质。

Pt/air电化学氧泵在450℃铅铋合金中的控氧特性研究

铅铋共晶合金(Lead Bismuth Eutectic,LBE)氧含量调控直接影响结构材料的铅铋腐蚀性能。气相氧控容易产生放射性气体,固相氧控氧化铅原料则难以在线更换补充,因此国际上发展了电化学氧泵(Electrochemical Oxygen Pump,EOP)控氧方法。本论文采用工艺成熟、高还原催化活性的Pt研制了一种新型的Pt/air型电化学氧泵,并利用电流-时间法在静态LBE实验装置中开展了电化学氧泵的控氧测氧研究。研究结果表明Pt/air型电化学氧泵可以有效调控LBE氧浓度,且氧在液态LBE中的传质扩散可能会影响氧泵除氧效率。

叶片型线改型对渣浆泵水力性能及磨损特性的影响

渣浆泵工作过程中,浆液中的硬质固体颗粒会对泵壁面造成强烈的冲蚀磨损,导致渣浆泵效率降低,使用寿命缩短。为了解决渣浆泵效率较低、磨损速度过快等问题,采用变角螺旋线法(VASM),对渣浆泵叶轮叶片型线进行了改型设计,研究了不同颗粒粒径、浓度、密度等对不同型线渣浆泵性能的影响。首先,介绍了变角螺旋线方法和离散相模型,对数值计算模型进行了验证;然后,在叶轮前、后盖板和叶片型线不变的前提下,采用变角螺旋线法对LC100/350型渣浆泵叶片进行了改型设计;采用雷诺时均N-S方程、RNG k-ε湍流模型和SIMPLE耦合算法和离散相模型(DPM)对渣浆泵内部固液两相流动进行了模拟,以额定工况下泵的扬程、效率、磨损强度为改进性能指标,评估了改进效果;最后,通过CFD数值模拟方法,分析和对比了改型后各种叶型的渣浆泵扬程、效率和叶轮磨损强度。研究结果表明:相对于渣浆泵叶轮的原叶型,采用变角螺旋线法设计的渣浆泵叶轮叶片能够明显地提高渣浆泵的效率,降低叶轮的磨损强度,且对渣浆泵的扬程影响较小。虽然颗粒粒径和浓度的增大会使效率降低,磨损强度增大,颗粒粒径和颗粒浓度的变化不影响最优叶型的选择;综合考虑渣浆泵的水力性能和磨损强度,140°包角的变角螺旋线叶型为最优。

AGM阀控电池极板渗酸效果的研究

从抽真空时间和真空度两方面对阀控式AGM铅酸电池抽真空灌酸后极板的渗酸效果进行了研究。根据电池电解液液面的高度、极板四周与中心部位铅膏的含水率、活性物质微观形貌三方面对极板的渗酸效果进行表征。试验结果表明,延长抽真空时间和降低真空度值均能有效改善极板的渗酸效果。

Bi_(2)O_(3)掺杂Ba_(0.85)Ca_(0.15)(Zr_(0.1)Ti_(0.88)Mn_(0.02))O_(3)压电陶瓷及微型气泵的制备与性能研究

采用固相法制备了Bi_(2)O_(3)掺杂的Ba_(0.85)Ca_(0.15)(Zr_(0.1)Ti_(0.88)Mn_(0.02))O_(3)压电陶瓷,研究了体系的微观结构,以及Bi_(2)O_(3)掺杂量对体系压电性能的影响;将体系最优性能的样品装配成微型气泵,并与日本村田的MZB1001T02微型泵进行了性能对比。研究表明,Bi_(2)O_(3)掺杂Ba_(0.85)Ca_(0.15)(Zr_(0.1)Ti_(0.88)Mn_(0.02))O_(3)的无铅压电陶瓷呈单一的钙钛矿结构,少量的Bi_(2)O_(3)掺杂使体系保持了三方-四方相共存的特性。当掺杂量(质量分数)为0.05%时,样品晶粒分布均匀,介电和压电性能最优,即ε^(T)_(33)=5 289、k_(p)=0.46、d_(33)=377pC/N、tanδ=0.72%、T_(c)=80℃,样品具有典型的介电弛豫特性。将上述样品装配在微型气泵中,在输入频率(25±2)kHz、输入电压15V条件下,测得微型气泵的气压略低于日本村田的微型泵。在某些对气压要求不高的领域,样品能够满足使用要求。

微型压电泵中引流道对气泡控制的影响

提出了在泵腔内加工引流道,以促使气泡迅速而有效地排除。从腔内压力方面分析气泡的滞留与输出性能的关系,同时从气泡压力降和流体阻尼方面分析引流道对气泡滞留的影响,最后通过实验验证引流道的引入对压电泵输出性能的影响以及对气泡滞留的优化效果。实验结果表明,引流道的引入能在一定程度上增强压电泵的输出压力和输出流量,引流道宽度为2.0 mm时,输出压力和输出流量分别达到17.4 k Pa和20.8 m L/min;当引流道宽度为1.1 mm和1.5 mm时,压电泵具有很强的气泡排除能力,并根除了断流现象的发生,120个0.02 m L气泡进入后,压电泵仍具有稳定的输出压力(5.8 k Pa和5.6 k Pa)和输出流量(16 m L/min和5.6 m L/min)。在泵腔内加工引流道可以使气泡得到迅速而有效的排除,并减少气泡在泵腔内滞留。

高精度磁法在某铅锌矿体勘查中的应用

简易磁测表明目标勘查区矿石具有明显磁异常。为了在区内有效地指导探矿工作,使用HC-95a手持式氦(He4)光泵磁力仪,结合差分GPS定位,开展了地面高精度磁测工作。测区共进行19条测线,测点1179个,测线总长23200m,圈定出3个长800～1800m的高磁异常带。其中1号异常位于岩体与地层接触带处,地表发现2处矿化露头,可以确定为矿化异常;2,3号异常规模较大,地表无矿化出露,尚需开展进一步工作判断引起磁性异常原因。

双吸式离心泵叶片头部形状对泥沙磨损的影响

为了提高离心泵的抗磨蚀能力,采用欧拉-拉格朗日多相流模型模拟了水泵内水沙两相流运动,并利用离散相冲击磨损模型,对4种不同叶片头部形状下的叶片泥沙磨损情况进行了分析.结果表明:叶片上发生严重磨损的区域主要分布在叶片的头部和尾部,其中吸力面的平均磨损强度高于压力面;叶片磨损强度受相对流速分布和冲击角的影响,改变叶片的头部形式可改变叶片的泥沙磨损强度;缩短叶片头部外缘一侧的长度,可以使叶片头部的相对流速分布更均匀,改善叶片头部和尾部的集中磨损,但会降低水泵扬程;缩短叶片头部外缘一侧的长度,同时增大内缘一侧的相对液流角,可以有效改善叶片表面的泥沙磨损,并使水泵扬程略有提高.

一种等齿顶宽的螺杆真空泵单头变螺距转子型线

一种适用于无油螺杆真空泵的单头变螺距螺杆转子新型线,其端面型线依次由齿根圆、摆线、齿顶圆和渐开线线顺序相接组成;该型线的主要特征是:当端面型线沿轴向作变螺距螺旋展开过程中,转子螺旋导程由排气端向吸气端逐渐增大,同时其渐开线的发生圆半径则逐渐变小,使转子齿形面的齿顶宽可以保持不变,因此能够增大吸气端的吸气容积,降低排气端的气体返流泄漏,从而提高泵的抽速和极限真空度.文章中给出了端面型线的极坐标方程、轴向展开方程和渐开线发生圆半径的计算方程,可供设计人员参考借鉴。

双螺杆真空泵工作过程数值模拟

对等螺距和变螺距2种螺杆真空泵分别进行了分析,通过能量守恒、质量守恒方程及泄漏模型分别计算了2种真空泵工作过程中的气体压力变化及极限真空度、功耗、抽速等性能参数,由此搭建了真空泵实验系统试验台,展开了双螺杆真空泵压力变化及泄漏的实验研究,分析了2种真空泵性能差别的原因及变螺距螺杆真空泵的优势,并对变螺距真空泵性能进行了实验研究。数值模拟结果表明,变螺距真空泵不论在极限真空压力,还是在指示功率大小方面,均优于等螺距真空泵。实验结果表明,所建物理模型能很好地描述真空泵的实际工作过程,对于所研究的机型,变螺距齿型相对于等螺距齿型,其极限真空压力从3.75Pa降低到2.32Pa,指示功率降低了11%。以上内容在螺杆真空泵设计和改型,以及螺杆真空泵产品开发和性能的预测方面都有指导意义。

铅塔燃烧室烟气温度测试伪信号输出研究

根据燃烧室内烟气静态和动态的不同情况 ,对热电偶以及隔热罩的辐射热损失进行了推导与计算 ,结果显示 :静态情况下抽气热电偶测试伪信号输出造成铅塔燃烧室内烟气温度有伪波动的现象发生 ,而动态情况下伪信号输出可能掩盖铅塔燃烧室烟气温度波动现象 ,造成烟气温度处于伪静态的现象 ,这不仅不能真实地反映烟气温度分布情况 ,而且会给铅塔燃烧室燃烧工况及烟气温度诊断带来假象。当隔热罩与热电偶黑度值增加到一定程度而保持不变时 ,由黑度变化而引起测试伪信号输出量及其变化量达到最大值 ,必须对输出信号进行修正。

迷宫螺旋泵性能的试验研究

对不同参数的三角形螺纹迷宫螺旋泵进行了流量、扬程、功率的性能试验,对比研究了三角形螺纹导程、牙型角、转子定子配合间隙对迷宫泵性能的影响。结合泵送原理和相似原理,推导出了配合间隙变化时,泵送流量、扬程、效率的相似换算关系,换算结果与试验结果吻合。试验同时表明:螺纹导程降低,泵关死扬程升高,流量降低,性能曲线变陡;配合间隙减小,泵扬程和效率提高。

660MW间接空冷机组锅炉给水泵选型分析

在中国神华能源股份有限公司胜利能源分公司660 MW间接空冷机组辅机设备的设计选型过程中,对锅炉给水泵的汽动和电动2种驱动方式进行技术经济比较,同时考虑设备的初投资、可靠性及机组运行的经济性、稳定性、灵活性等因素,并结合该工程的现场实际情况,最终确定锅炉给水泵配置方式为1×100%汽动给水泵组,同时2台机组共用1台30%容量启动电动给水泵。

铅铋合金冷却反应堆内气泡提升泵提升自然循环能力的理论研究

液态金属冷却核反应堆采用气泡提升泵的概念设计来提升堆芯自然循环能力。液态金属和惰性气体两相流动特性显著影响自然循环能力和系统安全性。本工作对铅铋合金冷却反应堆中气泡提升泵提升自然循环能力进行数值模拟研究。基于漂移流模型,采用空泡份额预测模型和摩擦压降预测模型分析了气体质量流量、质量含气率、气泡直径、上升管道高度对气泡提升泵提升自然循环能力的影响。结果表明:泡状流区域中,对于给定的气体质量流量,随着充入气泡直径减小,自然循环能力呈增加趋势。在泡状流、弹状流、乳状流和环状流等流型中,随着气体质量流量、质量含气率增加,自然循环能力先增大后减小。随着上升管道高度增加,自然循环流量增大。可见,流动参数显著影响堆芯热工水力特性。现有工作有助于优化带有气泡提升泵的自然循环冷却系统设计。

基于CFD的轴流式油气混输泵动叶优化设计

为研究翼型前缘半径对轴流式油气混输泵动叶性能的影响机制,基于RNGk-ε湍流模型及SIMPLEC算法对不同翼型前缘半径的动叶模型进行数值分析,分析不同模型流场中的压力、速度、气相分布规律。数值计算结果表明:增大翼型前缘半径有助于提高动叶增压能力,同时能有效减小动叶出口附近的二次流损失并抑制轮毂侧气体滞留和流道内的气液分离现象;当含气率(GVF)为0.2时,在设计工况(Q=100m^3/h)下,优化后的模型M4较原模型压缩级效率提高了3.45%;在小流量工况(Q=60m^3/h)下,优化后的模型M4较原模型压缩级效率提高了1.47%,说明将翼型前缘半径增大到最大厚度的40%时,能够有效降低能量损失,提高压缩级性能。

气泡在液态铅铋合金内上升行为的数值模拟

为利用气泡提升泵的概念设计来增加铅铋合金非等温回路的自然循环能力,需对充入回路的气泡大小进行选择。气泡的初始直径能显著影响气泡提升泵提升自然循环的能力。利用VOF模型,对不同初始直径的氦气泡在液态铅铋合金中的提升作用进行了数值模拟研究。结果表明,对于单个气泡,随着初始直径增大,提升能力呈先增加后趋于不变的趋势;初始直径较大的气泡易分裂生成较小的子气泡附着在管壁上,有影响传热效率的潜在可能。研究了在静止液态铅铋合金中,不同初始直径的氦气泡上升速度和上升高度与时间的关系及气泡分裂的原因。