AP1000核主泵模型泵导叶水力设计与数值优化

摘要

采用基础水力设计方法，利用模型泵叶轮外参数设计 AP1000核主泵直导叶；基于 CFD 的数值计算与分析结果，针对所设计的直导叶内部流场流动损失较大的问题，提出2种不同的优化设计方案：第1种直接在直导叶的基础上进行优化设计；第2种采用叶轮与导叶配合设计的方法，将直导叶转化为扭曲空间导叶，并对其进行优化。在空间导叶的优化中也考虑了2种方案，对叶型进行参数化造型，然后生成样本数据库，选择叶轮加导叶结构的水力效率作为优化的目标函数，利用人工神经网络和遗传算法对不同空间导叶叶型进行多次优化改进，最终获得与叶轮水力性能匹配优良的核主泵导叶。最后讨论了不同导叶叶片数对水力效率的影响，从流动的角度对导叶叶片数的选取提供了理论指导和参考。