壓水堆主泵及液態金屬泵轉子動力學研究進展

吳大轉，曹廷發，翟立宏，贠瑩瑩，黃 濱

（1.浙江大學 能源工程學院，杭州 3100271；2.中廣核研究院有限公司，廣東深圳 518031；3.浙江大學 海洋學院，浙江舟山 316021）

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核主泵作為保障核反應堆安全運行的核心設備，不僅運行工況極為復雜，而且要求長期無故障高速旋轉［1］，轉子系統動力學設計的可靠性對保障核主泵安全穩定運行至關重要，因此，關于核主泵轉子部件的動力學特性是國內外學者研究的重點［2-3］。

在常規介質泵的轉子動力學分析中，軸承作為轉子系統的支承部件，其潤滑性能和動特性影響著整個轉子的安全穩定運行［4-8］，因此，常規介質泵系統的轉子動力學分析離不開對軸承動靜特性研究［9-12］，在核主泵中同樣如此。目前有關轉子動力學的研究內容主要為轉子彎曲振動的臨界轉速、不平衡響應、穩定性［13-16］以及支撐系統的剛度、阻尼、最小液膜厚度等動靜特性的分析計算［17］，有關轉子動力學的發展歷程如圖1 所示，早在1985 年Foppl 提出了1 種簡單的轉子模型。隨后，其他學者對轉子動力學的相關內容也展開了深入研究。

圖1 轉子動力學發展歷程Fig.1 Development history of rotor dynamics

目前，已有少數學者對液態金屬泵及壓水堆主泵進行了轉子動力學分析，主要方法是基于有限元法建立轉子主軸動力學模型［18-20］以及進行相關試驗［21-23］。本文主要針對國內外有關壓水堆主泵及液態金屬泵的轉子動力學研究，圍繞壓水堆主泵、鈉冷快堆主泵、熔鹽堆主泵、鉛冷快堆主泵4 種類型核主泵，從核主泵及其轉子部件的結構特點出發，對現階段廣泛使用的核主泵導軸承潤滑性能和轉子結構固有頻率、模態分析、臨界轉速等轉子動力學特性的研究進展進行綜述。……