核主泵壓力脈動(dòng)及其改善方法研究進(jìn)展

葉道星，劉安林，羅逸民，余波，賴喜德

(1.西華大學(xué)流體及動(dòng)力機(jī)械教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610039；2.西華大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，四川 成都 610039)

核主泵作為核電站唯一高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備，擔(dān)任著驅(qū)動(dòng)高溫高壓高放射性冷卻劑在核電站冷卻系統(tǒng)中循環(huán)的重要責(zé)任，因此核主泵的高效穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系著核電站的安全[1].現(xiàn)階段核主泵的設(shè)計(jì)遵循的原則是“高安全、高效率、長壽命、低成本”，核主泵主要分為軸封泵和屏蔽泵[2].核主泵是一回路的主要承壓邊界，在設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮運(yùn)行安全和泵殼耐壓，其次才是提高水力性能[3].核主泵壓水室的設(shè)計(jì)采用類球形等截面環(huán)形結(jié)構(gòu)，其原因是為了保證主泵的承壓能力.近幾年國內(nèi)對(duì)核主泵的研究進(jìn)展迅速，由于主泵的水力性能主要受葉輪、導(dǎo)葉和蝸殼結(jié)構(gòu)影響，因此對(duì)主泵的研究方向主要集中于各工況下內(nèi)部流場(chǎng)變化以及對(duì)各過流部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化等，以期達(dá)到對(duì)主泵外特性的提高.

核主泵內(nèi)部流動(dòng)是十分復(fù)雜的三維非定常湍流.相關(guān)研究表明，葉輪和導(dǎo)葉之間的動(dòng)靜干涉作用、二次回流、邊界層分離等情況均有可能導(dǎo)致泵內(nèi)壓力隨時(shí)間不斷變化，出現(xiàn)壓力脈動(dòng)[4].嚴(yán)重的壓力脈動(dòng)的最大危害是導(dǎo)致機(jī)組的結(jié)構(gòu)振動(dòng)，加劇并產(chǎn)生噪聲,從而影響機(jī)組的正常運(yùn)行[4].根據(jù)文獻(xiàn)[5]，核主泵泵殼進(jìn)口的壓力脈動(dòng)波形表現(xiàn)為正弦波，葉頻為主要頻率，葉輪和導(dǎo)葉內(nèi)部的壓力脈動(dòng)由于二者之間的相互作用，其變化情況相當(dāng)復(fù)雜；脈動(dòng)頻率所占比重較大，其中主要以葉頻、軸頻和導(dǎo)葉通過頻率為主，因此造成較大的壓力脈動(dòng)幅值；相比較而言，泵殼出口范圍總體脈動(dòng)相對(duì)較弱.為了保證主泵能在高溫、高壓、高放射性的核島內(nèi)安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須對(duì)核主泵壓力脈動(dòng)進(jìn)行正確的研究.

文中對(duì)近年來國內(nèi)外關(guān)于核主泵壓力脈動(dòng)的研究方法、成果和進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)分析，提出關(guān)于核主泵壓力脈動(dòng)的改善建議和方法.

1 壓力脈動(dòng)產(chǎn)生因素和研究方法

泵入流沖擊、二次回流、動(dòng)靜干涉作用和氣蝕等引起的流動(dòng)紊亂，都會(huì)對(duì)泵內(nèi)部壓力脈動(dòng)產(chǎn)生影響[6].王巍等[7]研究了非均勻入流對(duì)主泵性能的影響，結(jié)果表明：非均勻入流引起的入流沖擊使主泵入口處的壓力分布明顯差于均勻入流.朱榮生等[8]對(duì)核主泵壓力脈動(dòng)壓水室壓力脈動(dòng)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：二次回流是引起壓水室與出口段交接處壓力脈動(dòng)的原因之一.王春林等[9]采用大渦模擬的方法研究了混流式核主泵非定常流場(chǎng)的壓力脈動(dòng)特性，提出核主泵從葉輪進(jìn)口到導(dǎo)葉出口截面上壓力脈動(dòng)的幅值在動(dòng)靜耦合的作用下是先增大后減小，葉輪出口處的壓力脈動(dòng)幅值最大.

主泵內(nèi)壓力脈動(dòng)產(chǎn)生因素的研究是主泵壓力脈動(dòng)研究中基礎(chǔ)研究，學(xué)者們多以影響壓力脈動(dòng)的機(jī)理為基礎(chǔ)，結(jié)合不同的研究方法對(duì)核主泵壓力脈動(dòng)進(jìn)行研究，文獻(xiàn)[2]已詳細(xì)介紹了壓力脈動(dòng)機(jī)理，文中只是列舉部分國內(nèi)外核主泵壓力脈動(dòng)研究內(nèi)容.

目前，核主泵壓力脈動(dòng)的研究方法有3種：理論分析、數(shù)值模擬和模型試驗(yàn).理論分析是基于流體力學(xué)中的基本方程式和前人通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)公式，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)和邏輯推理來分析壓力脈動(dòng)產(chǎn)生的原因和變化情況，從而得到相應(yīng)的解決辦法.雷明凱等[2]從核主泵壓力脈動(dòng)、壓力脈動(dòng)產(chǎn)生的微觀機(jī)制和壓力脈動(dòng)誘導(dǎo)振動(dòng)及其抑制措施對(duì)核主泵壓力脈動(dòng)進(jìn)行了較詳細(xì)的理論分析.數(shù)值模擬是指借助計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和圖像顯示的方法，具體有直接模擬(DNS)、大渦模擬(LES)和分離渦模擬(DES)等，從而對(duì)核主泵內(nèi)部流體流動(dòng)狀況進(jìn)行模擬分析，達(dá)到對(duì)主泵內(nèi)部壓力脈動(dòng)特性研究的目的.LIU等[10]采用數(shù)值模擬的方法，研究了具有葉尖間隙的渦輪式混流泵的壓力脈動(dòng)強(qiáng)度和渦特性，表明葉尖間隙對(duì)主泵湍流流動(dòng)中壓力脈動(dòng)有顯著影響，使得葉片壓力面壓力脈動(dòng)強(qiáng)度分布呈三角形.由于核主泵造價(jià)高、體型大、測(cè)量困難，很難對(duì)其做真機(jī)試驗(yàn)，通常采用相識(shí)準(zhǔn)則制作模型泵，在樣機(jī)模型中進(jìn)行試驗(yàn)，利用粒子圖像測(cè)速法PIV和壓力脈動(dòng)儀器等設(shè)備對(duì)核主泵內(nèi)部的壓力脈動(dòng)特性進(jìn)行研究，主要步驟包括：模型泵制造、試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)、確定試驗(yàn)方案、模型泵信號(hào)特征監(jiān)測(cè)和得出結(jié)論.倪丹等[11]對(duì)主泵的蝸殼壁和內(nèi)部流動(dòng)情況進(jìn)行了動(dòng)態(tài)壓力脈動(dòng)和激光多普勒測(cè)速LDV試驗(yàn)測(cè)量，測(cè)量結(jié)果表明了導(dǎo)葉葉片后緣存在的明顯逆時(shí)針周期性旋渦脫落和動(dòng)靜干涉效應(yīng)是造成壓力脈動(dòng)高振幅的主要原因.

當(dāng)前國內(nèi)外核主泵壓力脈動(dòng)研究的主要方法是數(shù)值模擬和模型試驗(yàn)，很多學(xué)者通過這2種方法對(duì)主泵內(nèi)非定常流動(dòng)進(jìn)行研究.由于主泵內(nèi)瞬態(tài)水力激蕩明顯，很難建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模來對(duì)壓力脈動(dòng)變化特性進(jìn)行分析，因此，在核主泵壓力脈動(dòng)的研究中理論分析運(yùn)用較少，今后學(xué)者們可以對(duì)其進(jìn)行更系統(tǒng)的研究.

2 各流量工況下核主泵壓力脈動(dòng)特性

在核主泵運(yùn)行中，流量的變化會(huì)對(duì)泵內(nèi)壓力脈動(dòng)產(chǎn)生明顯的影響，引起泵體及機(jī)組的振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)主泵產(chǎn)生強(qiáng)烈的破壞，因此各流量工況下的壓力脈動(dòng)研究顯得特別重要.

小流量工況時(shí)，由于流動(dòng)分離，泵內(nèi)流動(dòng)極易變得紊亂，流道內(nèi)大多數(shù)區(qū)域壓力脈動(dòng)幅度遠(yuǎn)大于額定工況時(shí)的壓力脈動(dòng)幅值[12].在葉輪葉片背面進(jìn)口處，因?yàn)閴毫^低，湍流表現(xiàn)得相對(duì)劇烈，容易出現(xiàn)渦流、脫流等現(xiàn)象，壓力脈動(dòng)顯現(xiàn)得比較復(fù)雜；在葉輪流道中，由于葉輪和導(dǎo)葉的動(dòng)靜干涉以及小流量時(shí)葉輪內(nèi)的渦流作用，壓力脈動(dòng)同樣比較明顯[13]；在導(dǎo)葉流道中，流體除了受動(dòng)靜葉片干涉的作用，還會(huì)受到球形壓水室對(duì)導(dǎo)葉出流的影響，這使得小流量時(shí)導(dǎo)葉壓力脈動(dòng)更為嚴(yán)重[14]；葉輪和導(dǎo)葉的進(jìn)出口還可能出現(xiàn)回流現(xiàn)象，使得該區(qū)域壓力脈動(dòng)劇烈，而且壓力脈動(dòng)的周期性較差，導(dǎo)致導(dǎo)葉和蝸殼內(nèi)的旋渦較大，葉輪的振動(dòng)都將明顯加劇，進(jìn)而引起駝峰現(xiàn)象，降低主泵性能[15].

在額定工況下，主泵整體壓力脈動(dòng)周期性較好，當(dāng)偏離工況越多時(shí)壓力脈動(dòng)周期性越差[16].如圖1所示，在葉輪中，相對(duì)于其他區(qū)域，葉輪吸力面的壓力脈動(dòng)強(qiáng)度和幅值較大，壓力面較小，整個(gè)葉輪流道內(nèi)壓力脈動(dòng)呈周期性變化，波峰和波谷出現(xiàn)的次數(shù)與葉片數(shù)相同[16]；在導(dǎo)葉中，壓力脈動(dòng)強(qiáng)度和幅值的最大值出現(xiàn)在導(dǎo)葉喉部，導(dǎo)葉整體壓力脈動(dòng)周期性與葉片數(shù)有關(guān)[17].

圖1 葉輪監(jiān)測(cè)點(diǎn)及設(shè)計(jì)工況下壓力脈動(dòng)時(shí)域圖

圖2為蝸殼監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置[18].表1數(shù)據(jù)顯示出主頻fBPF和倍頻2fBPF的振幅A1和A2，在蝸殼中，球殼右側(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)幅度大于左側(cè)，除出口噴嘴附近的監(jiān)測(cè)點(diǎn)外，球殼右側(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)幅值均大于左側(cè)，而蝸殼的最大壓力脈動(dòng)強(qiáng)度和幅值出現(xiàn)在靠近導(dǎo)葉出口邊[18].主泵內(nèi)由于動(dòng)靜干涉和環(huán)形壓水室共同作用引起的不穩(wěn)定脈動(dòng)效應(yīng)，在0.8Qd～1.2Qd工況下表現(xiàn)得不明顯，此時(shí)機(jī)組的水力穩(wěn)定性最好[16].

表1 仿真中fBPF和2fBPF的振幅

圖2 蝸殼監(jiān)測(cè)點(diǎn)

核主泵大流量工況主要出現(xiàn)在失水事故，此時(shí)壓力脈動(dòng)對(duì)核主泵結(jié)構(gòu)的影響比額定工況和小流量工況更大，但核主泵的大流量工況研究還相對(duì)較少.

圖3為大流量下核主泵中間截面瞬態(tài)渦分布圖，圖中，α和β為瞬態(tài)渦，Ω為渦量[19].

圖3 大流量下核主泵中間截面瞬態(tài)渦M分布

由圖3可知，在大流量工況下，在葉輪中，由射流尾跡所形成的渦量相較額定工況進(jìn)一步增加；在導(dǎo)葉流道內(nèi)，由射流尾跡結(jié)構(gòu)形成的渦帶變寬，導(dǎo)葉尾緣周期性旋渦脫落結(jié)構(gòu)相較于額定工況更加明顯；蝸殼中，靠近出液管附近的導(dǎo)葉出口處的壓力脈動(dòng)，相較其他區(qū)域更復(fù)雜，隨著流量的增加，偏離設(shè)計(jì)工況越遠(yuǎn)，導(dǎo)葉出口處壓力脈動(dòng)受動(dòng)靜干涉影響越明顯，壓力脈動(dòng)系數(shù)和平均徑向力越大，1.3Qd時(shí)達(dá)到最大值，蝸殼右側(cè)內(nèi)部非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)壓力脈動(dòng)相較于殼體左側(cè)更加復(fù)雜[19].

壓力脈動(dòng)特性，無論是離散峰值還是均方根值，都很容易受到不同工況和測(cè)量位置的影響.壓力幅值fRPF(轉(zhuǎn)子通頻)和fSPF(定子通頻)隨著流量的增加而減小，而壓力幅值fR(主頻)則呈現(xiàn)相反的趨勢(shì).轉(zhuǎn)速越高，RMS值和fRPF的壓力幅值越大.在偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，偏離程度越大，主泵壓力脈動(dòng)強(qiáng)度和幅值越大[12].因此，為考慮主泵內(nèi)部整體壓力脈動(dòng)幅值情況，應(yīng)盡量把運(yùn)行流量控制在額定流量附近，以保證核主泵安全穩(wěn)定運(yùn)行.

3 事故工況下核主泵壓力脈動(dòng)特性

事故的產(chǎn)生會(huì)引發(fā)異常壓力脈動(dòng)，異常壓力脈動(dòng)又會(huì)擴(kuò)大事故的嚴(yán)重性，因此事故工況下的壓力脈動(dòng)研究一直是核電站安全分析的主要問題之一.目前已知的主泵事故主要是卡軸事故和失水事故.

主泵卡軸事故是指主泵轉(zhuǎn)軸瞬時(shí)卡死，是一種典型的極端核事故.事故工況下，泵內(nèi)壓力脈動(dòng)表現(xiàn)出明顯的瞬態(tài)效應(yīng)，事故程度對(duì)瞬態(tài)壓力脈動(dòng)變化有明顯影響，卡軸程度越強(qiáng)，壓力脈動(dòng)瞬態(tài)效應(yīng)越明顯；事故發(fā)生后，泵的運(yùn)行狀態(tài)隨時(shí)間的進(jìn)行由正常泵狀態(tài)向反向渦輪狀態(tài)過渡，如圖4所示[20]；在事故發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)生一種類似水擊的現(xiàn)象，并隨事故程度的增加變得嚴(yán)重，從而產(chǎn)生極劇烈的壓力脈動(dòng)；在事故發(fā)生后，泵內(nèi)壓力脈動(dòng)升高，高壓力脈動(dòng)區(qū)從蝸殼向進(jìn)口段轉(zhuǎn)移，最后集中在葉輪區(qū)域，而在葉輪進(jìn)出口邊緣和前后蓋板交界處更容易產(chǎn)生劇烈壓力脈動(dòng)[20].斷電事故下的主泵工況是卡軸事故的特殊情況即卡軸事故程度為零，在斷電事故發(fā)生后，主泵內(nèi)部壓力脈動(dòng)變化情況與卡軸事故相似.

圖4 反應(yīng)堆冷卻劑泵的全特性曲線和轉(zhuǎn)子卡滯曲線

失水事故分為小破口事故和大破口事故，兩者區(qū)別是：小破口事故是指由于反應(yīng)堆冷卻機(jī)系統(tǒng)管道或與之相通的部件出現(xiàn)小破口，但不引起壓力殼內(nèi)壓力大幅度下降和高壓注水系統(tǒng)基本保持水位不下降；大破口是指系統(tǒng)主管道發(fā)生大破裂，系統(tǒng)壓力急劇降低到低壓安注泵截止壓力以下，引起流體劇烈變化.兩者都會(huì)導(dǎo)致冷卻劑喪失.失水事故的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致氣相進(jìn)入主泵內(nèi)，使主泵處于氣液兩相流工況，導(dǎo)致主泵容易產(chǎn)生空化，由于空化的影響，壓力脈動(dòng)的瞬態(tài)效應(yīng)變得更加明顯.在葉輪中，隨著事故的發(fā)生，產(chǎn)生空化的區(qū)域液相介質(zhì)的密度降低，導(dǎo)致葉輪內(nèi)速度分布不均勻且速度波動(dòng)劇烈，這時(shí)的速度波動(dòng)對(duì)壓力脈動(dòng)起主要作用，因此葉輪內(nèi)的壓力脈動(dòng)隨著速度波動(dòng)變得劇烈；而隨著事故的發(fā)展，空化區(qū)域擴(kuò)大，液相流體速度波動(dòng)對(duì)壓力脈動(dòng)的影響變小，此時(shí)葉輪內(nèi)壓力脈動(dòng)變得平緩[21].在導(dǎo)葉中，進(jìn)口處由于動(dòng)靜干涉作用，其內(nèi)部壓力脈動(dòng)劇烈；隨著事故的發(fā)展，主頻受空化影響不大，壓力脈動(dòng)的次主頻先增大后減小，導(dǎo)葉內(nèi)壓力脈動(dòng)由比主頻低的信號(hào)產(chǎn)生[22].在蝸殼中，壓力脈動(dòng)瞬態(tài)效應(yīng)明顯，壓力脈動(dòng)主頻幅值變化周期性差；隨著事故發(fā)展，壓力脈動(dòng)主頻會(huì)明顯降低[21].

由上述研究可知，卡軸事故下核主泵壓力脈動(dòng)表現(xiàn)出劇烈的瞬態(tài)效應(yīng)，而且隨著事故嚴(yán)重程度的加深，壓力脈動(dòng)的幅值逐漸增大，不穩(wěn)定效應(yīng)更加明顯.失水事故容易使泵內(nèi)出現(xiàn)空化現(xiàn)象，加劇主泵壓力脈動(dòng)的瞬態(tài)效應(yīng)，但隨著空化區(qū)域的擴(kuò)大，壓力脈動(dòng)逐漸變得平緩.為了避免事故工況的發(fā)生，優(yōu)化主泵內(nèi)部壓力脈動(dòng)是必要的研究.

4 核主泵壓力脈動(dòng)的改善方法

改善核主泵壓力脈動(dòng)主要是對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括葉輪、導(dǎo)葉和蝸殼.

葉輪作為主泵的核心旋轉(zhuǎn)部件，改善其中壓力脈動(dòng)可以有效提高主泵的運(yùn)行效率和運(yùn)行穩(wěn)定性.王秀禮等[23]研究了核主泵瞬變工況下不同葉輪葉片數(shù)和導(dǎo)葉葉片數(shù)對(duì)徑向力的影響，結(jié)果表明：在變流量過程中，葉片數(shù)為5片，導(dǎo)葉片為11片時(shí)，主泵內(nèi)部壓力脈動(dòng)具有周期性且分布均勻，葉輪所承受的徑向力是最小的.王強(qiáng)磊等[24]研究了不同葉片厚度對(duì)核主泵能量性能的影響.結(jié)果表明：適當(dāng)加厚葉片可以降低整個(gè)流道內(nèi)的壓力.

導(dǎo)葉在核主泵內(nèi)起著整流的作用，不僅可以消除從葉輪流出液體的速度環(huán)量，還能減小泵殼的能量損失，這使得導(dǎo)葉在減弱主泵內(nèi)流體流動(dòng)壓力脈動(dòng)幅值，從而提高核主泵水力性能方面發(fā)揮著重要作用.近年來，國內(nèi)學(xué)者針對(duì)導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)對(duì)核主泵壓力脈動(dòng)的影響進(jìn)行了大量研究.周方明等[25]采用數(shù)值模擬研究了交錯(cuò)式導(dǎo)葉對(duì)核主泵性能的影響，圖5展示的是原始葉片和交錯(cuò)葉片[26]，發(fā)現(xiàn)交錯(cuò)式導(dǎo)葉對(duì)揚(yáng)程、軸向力和功率影響甚微，對(duì)壓力脈動(dòng)影響較大，有利于降低水力部件內(nèi)壓力脈動(dòng)的振動(dòng)幅值；同時(shí)還得出交錯(cuò)角3/4是相對(duì)較優(yōu)的角度選擇.李靖等[26]利用分離渦模型研究了非均布導(dǎo)葉對(duì)核主泵模型泵性能和壓力脈動(dòng)的影響，圖6展示了非均布導(dǎo)葉的模型[26]，研究表明：導(dǎo)葉非均布對(duì)自身壓力脈動(dòng)頻率無影響，對(duì)葉輪進(jìn)口影響較小，對(duì)葉輪出口壓力脈動(dòng)影響顯著；非均布導(dǎo)葉能夠改變動(dòng)靜干涉脈動(dòng)頻譜分布，并極大減小甚至消除導(dǎo)葉通頻、倍頻脈動(dòng)幅值；非均布導(dǎo)葉對(duì)核主泵降噪降振，避免葉片發(fā)生局部模態(tài)共振造成動(dòng)態(tài)疲勞損壞.

圖5 原始葉片與交錯(cuò)葉片

圖6 非均布導(dǎo)葉模型

核主泵與一般泵相比最大的差異體現(xiàn)在蝸殼上，普通泵為螺旋形蝸殼，而主泵采用類球形設(shè)計(jì).優(yōu)化主泵蝸殼內(nèi)部壓力脈動(dòng)，有利于提高主泵的水力性能，減小渦對(duì)主泵的破壞.張棟俊等[27]研究了球形壓水室不同擴(kuò)散管位置對(duì)核主泵性能的影響.圖7為2種擴(kuò)散管方案下的主泵總壓分布，研究表明擴(kuò)散管在一側(cè)設(shè)計(jì)的壓力分布優(yōu)于中間設(shè)計(jì)[27].但在實(shí)際的設(shè)計(jì)中選用中間設(shè)計(jì)，這是因?yàn)樵趯?shí)際泵殼設(shè)計(jì)中更多考慮了主泵的承壓能力和運(yùn)行安全.王鵬等[28]數(shù)值分析了核主泵不同偏心距下的徑向力，并和Stepanoff公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，圖8為偏心示意圖，其中d為偏移量，結(jié)果表明：由于偏心距的存在，核主泵會(huì)有徑向力的產(chǎn)生；在偏心距為10 mm時(shí)，核主泵運(yùn)行壓力脈動(dòng)最小，所受徑向力最小[28].

圖7 2種擴(kuò)散管方案下的主泵總壓分布

圖8 偏心示意圖

通過優(yōu)化過流部件的結(jié)構(gòu)或?qū)Σ煌Y(jié)構(gòu)的過流部件進(jìn)行匹配能直接有效地改善主泵內(nèi)壓力分布，減小壓力脈動(dòng)幅值和徑向力，提高核主泵的水力性能，優(yōu)化主泵的安全性能.

5 總 結(jié)

1)掌握主泵壓力脈動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理和研究方法能有效研究主泵內(nèi)部壓力脈動(dòng)變化.泵入流沖擊、二次回流、動(dòng)靜干涉作用和氣蝕等是引起壓力脈動(dòng)產(chǎn)生的主要原因；核主泵壓力脈動(dòng)的研究方法主要包括理論分析、數(shù)值模擬和模型試驗(yàn).

2)在主泵運(yùn)行時(shí)，為保證其安全運(yùn)行，應(yīng)盡量保證主泵的運(yùn)行流量在額定流量附近.小流量工況下，主泵內(nèi)部壓力脈動(dòng)瞬態(tài)效應(yīng)最為明顯；額定流量工況下，主泵整體壓力脈動(dòng)小且呈周期性變化；大流量工況下，主泵內(nèi)部壓力脈動(dòng)導(dǎo)致渦的產(chǎn)生與脫落，其中蝸殼中的壓力脈動(dòng)變化最為明顯.

3)在主泵的運(yùn)行中，應(yīng)盡量避免事故工況的發(fā)生.卡軸事故的產(chǎn)生使得主泵極易產(chǎn)生劇烈壓力脈動(dòng)，導(dǎo)致主泵受到破壞.失水事故會(huì)導(dǎo)致主泵內(nèi)部空化現(xiàn)象產(chǎn)生，從而破壞主泵內(nèi)部壓力脈動(dòng)的周期性，增加壓力脈動(dòng)的瞬態(tài)效應(yīng)，進(jìn)而對(duì)主泵結(jié)構(gòu)造成破壞.

4)主泵壓力脈動(dòng)的改善是必不可少的，可以通過優(yōu)化葉輪與導(dǎo)葉的葉片個(gè)數(shù)、葉片角度和葉片形狀結(jié)構(gòu)以及優(yōu)化蝸殼截面積、偏心距和擴(kuò)散管位置等，減小相應(yīng)區(qū)域的壓力波動(dòng)幅值，從而減小過流部件所受到的壓力，以此達(dá)到維持核主泵穩(wěn)定運(yùn)行的目的.