高转速泵地震工况下转子动力学分析

薛亚丽，石 红

（1.上海阿波罗机械股份有限公司，上海 201401；2.生态环境部核与辐射安全中心，北京 100082）

0 引言

某高转速泵是某型现役核电站的重要设备，属于核电三项安全专项设施之一。它的主要作用是在核电站正常给水系统失效时，向蒸汽发生器的相应回路提供足够的给水流量，以排出堆芯余热，直至停堆冷却系统RRA投入运行；在热停堆时和向冷停堆过渡期间，RRA投入运行前，代替给水系统，向蒸发器二次提供给水。转子作为该高转速泵的关键转动部件[1]，包含着关键水力部件，因此对其进行转子动力学的分析研究非常重要。

本文以用户对高转速泵在地震工况下参数的要求为基准，通过数值模拟的方式对高转速泵地震工况下转子动力学进行分析，并与用户要求的参数进行对比，验证泵组的转子动力学是否满足要求。

1 概述

由于该泵组属于高转速泵，其转子动力学特性对机组服役的高效性和安全性具有重要意义[2]。因此，为了保证泵组在临界转速等方面满足使用需求，需要对转子进行动力学分析。转子动力学计算包括转子临界转速计算和转子在激振力作用下的谐响应计算。

该高转速泵转子主要包括轴、首级叶轮、次级叶轮、诱导轮、平衡盘、汽机叶轮等。

（1）转子临界转速计算

根据用户要求，第一阶临界转速应大于工作转速至少25%，具体见式（1）：

式中 ncr1——转子的一阶临界转速；

n ——转子的额定转速。

扭振临界频率大于任何激励频率至少10%，具体见式（2）：

式中 ωcr扭转——扭转临界频率；……