AT410827B - Pumpenwelle - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft eine Pumpenwelle mit einem Laufrad für Hauptkühlmittelpumpen. 



   Bei den Hauptkühlmittelpumpen besteht das Problem, dass sie hohe Temperaturen aushalten mussen und eine überdurchschnittliche Betriebssicherheit verlangt wird. Üblicherweise erfolgt hier die Verbindung des Laufrades mit der Welle entweder über Passfederverbindungen oder eine 
Verbindung mit einer Zentralschraube und einer Radialverstiftung oder Hirth-Verzahnung. Diese Verbindung ist sehr aufwendig, da neben der sicheren Befestigung des Laufrades dafür Sorge getragen werden muss, dass keinerlei lose Teile in den Primärkreis des Kernkraftwerkes gelangen. 



   Einzelne Bauteile dieser Verbindung sind dabei im Betrieb hoch beansprucht. Um die Sicherheit zu gewährleisten ist es somit erforderlich in regelmässigen Abständen die Welle samt Laufrad auszu- bauen und einer zerstörungsfreien Prüfung zu unterziehen. Dadurch sind zusätzliche 
Stillstandszeiten erforderlich. 



   So beschreibt die EP 0 493 312 A1 (Gebr. Sulzer) ein Laufrad für Hauptkühlmittelpumpen, wo- bei der Laufradkörper und das Wellenstück zwei Körper sind, die durch eine Schrumpfverbindung miteinander verbunden sind. Die JP 55-35131 A (Hitachi) beschreibt die Verwendung von "einteili- gen" Laufrad - Welle - Einheiten für schnelllaufenden hydraulische Maschinen. Die "Einteiligkeit" wird hier durch Schweissung oder durch Guss des gesamten Werkstückes erzielt. Bei der Anwen- dung dieser Technologie für Hauptkühlmittelpumpen mit Temperaturen über 250  C und Drücken von über 150 bar (15 MPa) wäre die erforderliche Sicherheit nicht gegeben. Schweissnähte zwi- schen Welle und Laufrad sind für diesen Fall nicht zulässig. Bei Verwendung von gegossenem Material sind die Werkstoffeigenschaften an den einzelnen Stellen sehr ungleichmässig.

   Auch besteht die Gefahr von eingeschlossenen Blasen, Lunkern etc. Die JP 1-201193 A (Toshiba) beschreibt eine Pumpe, bei der ein Pumpenlaufrad mit einer Welle verbunden ist. Der Laufradteil und der Antriebsteil der Welle sind getrennte Teile. Es handelt sich hier um keine Hauptkühlmittel- pumpe mit den hohen Erfordernissen an die Sicherheit auch hinsichtlich der angewandten Tempe- raturen und Drücke. Weiters beschreibt die DE 1703791 A (United States Atomic Energy Commis- sion) eine Reaktorpumpe mit mehreren Hilfspumpenrädern. Die FR 2394700 A1 (Commissariat ä I' energie atomique) beschreibt eine Umwälzpumpe für metallische Flüssigkeit in einem Reaktor. 



  Dabei erfolgt der Antrieb des Laufrades durch eine zwischengeschaltete Welle. 



   Die Erfindung will die Nachteile der bisherigen Lösungen, nämlich viele genau zu bearbeitende Bauteile, relativ komplizierte Montage und Schweissarbeiten bei der Montage vermeiden. 



   Sie ist daher dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion des Laufrades in die Pumpenwelle in- tegriert ist und die aus einem Stück bestehende Einheit Laufrad - Welle aus einem einzigen Schmiederohling hergestellt wird. Durch die Integration von Laufrad und Pumpenwelle in einem nicht zerlegbaren Stück entfällt der gesamte komplizierte Aufwand für Verbindungselemente und deren Sicherung, wobei besonders günstig ein entsprechend geformter Rohling zur Fertigung herangezogen werden kann. 



   Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Welle eine Zentralbohrung aufweist, deren axiale Erstreckung über die Schaufelansätze an der Nabe hinaus- reicht. Mittels dieser Bohrung kann an der Wellenteil bzw. am Laufradteil der aus einem Stück bestehenden Einheit Laufrad - Welle eine zerstörungsfreie Ultraschallprüfung durchgeführt werden. 



  Dazu muss die Welle nicht mehr, wie bisher notwendig, ausgebaut werden. 



   Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beispielhaft erläutert, wobei Fig. 1 eine Verbindung Welle-Pumpenlaufrad nach dem Stand der Technik, Fig. 2 eine Variante der Erfindung, Fig. 3 eine weitere Variante der Erfindung und Fig. 4 eine Variante der Erfindung mit Zentralbohrung darstellt. 



   Fig. 1 zeigt die Verbindung Laufrad - Welle einer Hauptkühlmittelpumpe nach dem Stand der Technik. Die Welle 1 und die Laufradnabe 2 mit den Laufschaufeln 3 sind hier mit einer Zentral- schraube 4 verbunden. Die Zentralschraube 4 wird mit Mutter 5 und in diese integrierte Dehnhülse hydraulisch vorgespannt. Darüber wird das Laufrad 2 mit einer Kappe 6, die wieder mit einer Zentralschraube 7 befestigt ist, abgedeckt. Die Befestigungsschraube 7 der Laufradkappe 6 wird mit einem Sicherungselement 8, das bei der Montage mit der Laufradkappe 6 verschweisst wird, gesichert. 



   Fig. 2 zeigt nun einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Einheit Laufrad - Welle 10. Diese Einheit besteht aus einem Wellenteil 11und einem Laufradteil 12 mit den Laufschaufeln 13 und ist aus einem Stück gefertigt. Bevorzugt wird diese Einheit 10aus einem Schmiederohling hergestellt. 

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  Dabei werden die Laufschaufeln 13 aus dem zylindrischen Schmiedeblock herausgefräst und geschliffen. Der Wellenteil 11 kann in konventioneller Weise durch z. B. drehen aus einem zylindri- schen Teil des Schmiederohlings mit kleinerem Durchmesser hergestellt werden. Alternativ zum Fräsen können die Laufschaufeln 13 auch durch Erosion erzeugt werden. Der Übergang zwischen Wellenteil 11 und Laufradteil 12 kann spannungsmässig günstig gestaltet werden. 



   Fig. 3 zeigt eine weitere Variante der Erfindung, wobei gleiche Bauteile mit den gleichen Be- zugszeichen versehen sind. Im Gegensatz zu Fig. 2 einer Pumpe mit axialem Laufrad ist hier die Ausführung einer Pumpe mit halbaxialem Laufrad dargestellt, wobei wiederum die Einheit Laufrad - Welle 10 aus einem Stück gefertigt ist. 



   Fig. 4 stellt eine gesamte Einheit Laufrad - Welle 10 dar. Man erkennt hier die Zentralbohrung 14, die sich über die gesamte Länge des Wellenteiles 11 erstreckt und im Laufradteil 12 bis über den Schaufelansatz 15 der Laufschaufeln 13 hinausreicht. Diese Bohrung dient zur Einführung eines Ultraschallprüfkopfes zur zerstörungsfreien Prüfung insbesondere der Übergange von Wel- lenteil 11 zu Laufradteil 12 sowie der Schaufelansätze 15 am Laufradteil 12. Diese Prüfung kann in eingebautem Zustand in kurzer Zeit durchgeführt werden, während man bisher für den Ausbau, die Prüfung und den Einbau einige Tage Stillstand ansetzen musste. 



   PATENTANSPRÜCHE: 
1. Pumpenwelle mit einem Laufrad für Hauptkühlmittelpumpen, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion des Laufrades (12) in die Pumpenwelle (11) integriert ist und die aus einem 
Stück bestehende Einheit Laufrad - Welle (10) aus einem einzigen   Schmiederohling   her- gestellt wird.

Claims (1)

1. 2. Pumpenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (11) eine Zentral- bohrung (14) aufweist.

   3. Pumpenwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Erstreckung der Zentralbohrung (14) über die Schaufelansätze (15) an der Nabe hinausreicht.

   HIEZU 4 BLATT ZEICHNUNGEN