probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2018-20-7-8-63-70probener-646Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGМОДЕРНИЗАЦИЯ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ГЛАВНОГО ЦИРКУЛЯЦИОННОГО НАСОСА ГЦН 22600-87MODERNIZATION OF THE FLOW SECTION OF THE MAIN CIRCULATION PUMP GCN 22600-87ИвановЕ. А.IvanovE. A.

Иванов Евгений Александрович – инженер

Evgeniy Ivanov – engineer

КалаевВ. А.KalaevV. A.

Калаев Владимир Анатольевич – д-р техн. наук, профессор

Vladimir Kalaev – professor, PhD

ШумилинС. А.ShumilinS. A.

Шумилин Сергей Александрович – канд. техн. наук, ведущий инженер

Sergey Shumilin – leading engineer, PhD

ОАО НПО ЦКТИ, г. Санкт-ПетербургРоссияOAO NPO CKTI, Saint-PetersburgRussian Federation201808092018207-86370Copyright © Иванов Е.А., Калаев В.А., Шумилин С.А., 20182018Иванов Е.А., Калаев В.А., Шумилин С.А.Ivanov E.A., Kalaev V.A., Shumilin S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/646

В представленной работе предложен новый вариант конструкции проточной части главного циркуляционного насоса для АЭС с повышенными энергетическими показателями. Данное конструктивное решение позволяет повысить КПД насоса с 82‒83% до значения 88‒89%. Выполнены численные гидродинамические расчеты течения вязкой жидкости в среде ANSYSCFX различных вариантов конструктивного исполнения насоса: сферическая камера с направляющими лопатками, спиральный отвод, спиральный отвод с разгрузочными отверстиями в сферической камере (новое конструктивное решение). В результате выполненных гидродинамических расчетов получены значения гидравлического КПД рассмотренных вариантов. В результате анализа картины течения исследуемых вариантов установлено, что предложенный вариант насоса с разгрузочными отверстиями имеет дополнительные гидравлические потери в связи с циркуляцией потока через них. Численно получено значение циркуляции потока через разгрузочные отверстия. Исследована причина возникновения обнаруженного эффекта. В результате проведенного исследования установлено, что возможно дополнительное повышение КПД предложенной конструкции насоса за счет оптимизации геометрии разгрузочных отверстий.

In the presented work, a new version of the design of the flow-through part of the main circulation pump for NPPs with increased energy indices is proposed. This design solution allows to increase the efficiency of the pump from 82 -83% to 88-89%. Numerical hydrodynamic calculations of the viscous fluid flow in the ANSYS CFX environment of various variants of the pump design have been performed: a spherical chamber with guide vanes, a spiral tap, a spiral tap with discharge openings in a spherical chamber (new design). As a result of the hydrodynamic calculations, the values of the hydraulic efficiency of the variants considered were obtained. As a result of the analysis of the pattern of the flow of the investigated variants, it is established that the proposed version of the pump with unloading holes has additional hydraulic losses due to circulation of the flow through them. The value of the circulation of the flow through the discharge openings is numerically obtained. The cause of the detected effect was investigated. As a result of the conducted research it is established that it is possible to further increase the efficiency of the proposed pump design by optimizing the geometry of the discharge openings.

центробежный насосГЦНспиральный отводрабочее колесоANSYSCFXcentrifugal pumpmain circulation pumpvoluteimpellerANSYS CFXReferencesЖарковский А.А. Морозов М.П., Шумилин С.А. Математические модели рабочих процессов лопастных гидромашин. Автоматизированное проектирование и оценка энергокавитационных показателей лопастных систем. СПб. Издательство СПбГПУ, 2002 г. 47 сZharkovskiy A.A. Morozov M.P.. Shumilin S.A. Matematicheskiye modeli rabochikh protsessov lopastnykh gidromashin. Avtomatizirovannoye proyektirovaniye i otsenka energokavitatsionnykh pokazateley lopastnykh sistem. SPb. Izdatelstvo SPbGPU. 2002 g. 47 sРаухман Б.С. Решетка профилей в произвольном слое переменной толщины.- Тр. Центр. котлотурбин. ин-та, 1971, № 1, с. 83-89Raukhman B.S. Reshetka profiley v proizvolnom sloye peremennoy tolshchiny. - Tr. Tsentr. kotloturbin. in-ta. 1971. № 1. s. 83-89Раухман Б.С. Усовершенствование методики профилирования лопастных систем гидромашин. – Тр. Центр. котлотурбин. ин-та, 1978, вып. 164, с. 21-32.Raukhman B.S. Usovershenstvovaniye metodiki profilirovaniya lopastnykh sistem gidromashin. – Tr. Tsentr. kotloturbin. in-ta. 1978. vyp. 164. s. 21 -32.Голиков В.А. Разработка и численное исследование лопастной системы насоса: учебн. Пособие / В.А. Голиков, Д.А. Корепанов, П.В. Пугачев. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2016. – 220 с.Golikov V.A. Razrabotka i chislennoye issledovaniye lopastnoy sistemy nasosa: uchebn. Posobiye / V.A. Golikov. D.A. Korepanov. P.V. Pugachev. – SPb.: Izd-vo Politekhn. un-ta. 2016. – 220 s.Ломакин А.А. Центробежные и осевые насосы. Л.: Машиностроение, 1966. 364 с.Lomakin A.A. Tsentrobezhnyye i osevyye nasosy. L.: Mashinostroyeniye. 1966. 364 s.Лопастные насосы: Справочник; Под общ. ред. В.А. Зимницкого и В.А. Умова. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1986. – 334 с.: ил. 2.Lopastnyye nasosy: Spravochnik; Pod obshch. red. V.A. Zimnitskogo i V.A. Umova. – L.: Mashinostroyeniye. Leningr. otd-niye. 1986. – 334 s.: il. 2.Насосы АЭС. Справочное пособие под редакцией П.Н. Пака. Энергоатомиздат, 1989 г,. 328 с. 3.Nasosy AES. Spravochnoye posobiye pod redaktsiyey P.N. Paka. Energoatomizdat. 1989 g.. 328 s.Казанцев Р.П. Конструкции проточных частей главных циркуляционных насосов (ГЦН) для энергетических блоков АЭС. // Труды международной н-т конференции, СПб, Издательство СПбГПУ, 2006 г. С. 108-‒11.Kazantsev R.P. Konstruktsii protochnykh chastey glavnykh tsirkulyatsionnykh nasosov (GTsN) dlya energeticheskikh blokov AES. // Trudy mezhdunarodnoy n -t konferentsii. SPb. Izdatelstvo SPbGPU. 2006 g. S. 108-?11.Марцинковский В.А., Ворона П.Н. Насосы атомных электростанций. – М.: Энерго-атомиздат, 1987. – 256 с.: ил.Martsinkovskiy V.A.. Vorona P.N. Nasosy atomnykh elektrostantsiy. – M.: Energo-atomizdat. 1987. – 256 s.: il.Робожев А.В. Насосы для атомных электростанций. М.: Энергия, 1979. 135 с.Robozhev A.V. Nasosy dlya atomnykh elektrostantsiy. M.: Energiya. 1979. 135 s.Будов В.М. Насосы АЭС. - М.: Энергоатомиздат, 1986. с 401.Budov V.M. Nasosy AES. - M.: Energoatomizdat. 1986. s 401.Митянков Ф.М., Новинский Э.Г., Будов В.М. Главный циркуляционный насос АЭС, М. Энергия, 1985. – 316 с.Mityankov F.M.. Novinskiy E.G.. Budov V.M. Glavnyy tsirkulyatsionnyy nasos AES. M . Energiya. 1985. – 316 s.Пак П.Н., Белоусов А.Я. Насосное оборудование атомных станций. – М.: Энергоатомиздат, 2003 г. 446 с.Pak P.N.. Belousov A.Ya. Nasosnoye oborudovaniye atomnykh stantsiy. – M.: Energoatomizdat. 2003 g. 446

The authors declare that there are no conflicts of interest present.