小堆核主泵屏蔽电机热态额定工况热流场分析

摘要

提出了一种小堆用核主泵屏蔽电机冷却结构,其特点是一二次冷却水上方进入,定子绕组上下端腔间外绕螺旋管换热器。热态额定工况是屏蔽电机新产品必须完成的二次水断供5分钟测试试验前的稳态工况,对该工况下的热流场分布规律反演研究,对电机热安全非常重要。首先,选取核主泵整体为研究对象(电机、外绕的螺旋管换热器及下方主泵连接件三部分),建立了计算域几何模型;然后,采用有限体积法,在热态额定工况条件下,模拟计算了三维旋转间隙流流场及温度场,得到基于高压的一二次冷却水热物性参数下的摩擦压降值、定转子间隙处冷却水与固体的温度分布特征。结果表明:测点位置温度模拟结果与试验数据误差小于-4.88%,计算结果较准确;换热器所在电机中部,二次水和电机机壳、间隙水等温度自上而下基本为线性升高,为同类电机的水冷循环回路设计提供参考。