CN102116319A - 一种用于核电站的凝结水泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于核电站的凝结水泵，包括外筒体、泵体、出水壳体、电机架、泵轴、首级叶轮、次级叶轮、末级叶轮、机械密封、轴承组件及电机。电机架固定在出水壳体的上端；机械密封通过一密封壳体设在一位于出水壳体内腔中；轴承组件包括若干导轴承及一立式推力轴承；电机固定在电机架的上端并连接在泵轴的上端；泵体包括设在外筒体的内腔中央并且自下而上依次相互同轴连接的双吸式蜗壳体、直管、次级导叶及末级导叶；出水壳体固定在外筒体的上端并与末级导叶连接；直管的顶板外周面上安装一法兰，该法兰与出水壳体的底板之间通过若干径向均布的穿杠及螺母连接，以将次级导叶和末级导叶把紧；泵体的与外筒体之间还设置一辅助支撑装置。

Description

一种用于核电站的凝结水泵

技术领域

本发明涉及一种离心泵，具体涉及一种用于核电站的凝结水泵。

背景技术

凝结水泵在核电站中用于抽送凝结水的水泵，其吸入侧高度真空，容易出现汽蚀和吸入空气，因此对泵的抗汽蚀要求特别高，同时扬程高达150至350米。现有技术中凝结水泵的整个泵体结构是：自下向上依次相连的双吸式蜗壳体、次级导叶、末级导叶、直管及出水壳体；由于悬臂较长，运行稳定性较差。由于次级导叶和末级导叶离泵轴的驱动端远，在次级导叶和末级导叶转时引起的振动较大，直管承受的压力也较大，维持采用壁厚厚较大的直管，不仅泵组的稳定性较差，而且泵组的整体重量和成本都较高。此外，双吸式蜗壳体、次级导叶、末级导叶和直管构成的整体为一悬臂结构，容易出现热效应引起的不等膨胀量，机组中联接件的热应变也较大；另外，外筒体的外表面没有加强环筋，使外筒体的强度和刚度都不够高，因此影响了泵组的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种用于核电站的凝结水泵，它能够减小机组在运行过程中的振动，并能确保机组的使用寿命达到60年的要求。

实现上述目的的技术方案是：一种用于核电站的凝结水泵，包括立式外筒体、泵体、电机架、泵轴、首级叶轮、次级叶轮、末级叶轮、机械密封、轴承组件及电机，所述电机架固定在所述泵体的上端，所述机械密封通过一密封壳体设在所述泵体的上端，所述轴承组件包括若干导轴承及一立式推力轴承，所述电机固定在所述电机架的上端并通过联轴器组件连接在所述泵轴的上端，其中，所述泵体包括自下而上依次相互同轴连接的双吸式蜗壳体、直管、次级导叶、末级导叶及出水壳体；所述出水壳体固定在所述外筒体的上端，所述双吸式蜗壳体、直管、次级导叶及末级导叶设在所述外筒体的内腔中央并悬挂在所述出水壳体的底板上；所述直管的顶板外周面上安装一法兰，该法兰与所述出水壳体的底板之间通过若干径向均布的穿杠及螺母连接，以将所述次级导叶和末级导叶把紧；所述直管包括若干段通过法兰相互同轴连接的单元直管；所述泵轴设在所述直管的内腔中央，所述泵轴包括若干段通过一联轴卡套和一联轴套筒相互同轴连接的单元泵轴；所述首级叶轮为双吸水力模型结构，它套装在所述泵轴的下部并设在所述双吸式蜗壳体的内腔中；所述次级叶轮和末级叶轮固定地套在所述泵轴上并分别设在所述次级导叶的内腔中和所述末级导叶的内腔中；所述若干导轴承分别安装在所述首级叶轮下部的所述泵轴上、所述首级叶轮上部的所述泵轴上、所述直管内腔中的所述泵轴上、所述次级叶轮上端的所述泵轴上及所述末级叶轮上端的所述泵轴上；所述立式推力轴承安装在所述泵轴上并位于所述出水壳体的上端；所述次级叶轮的上端及末级叶轮的上端的所述泵轴上还分别设有一轴套，该两轴套的下部外周面呈下大上小的圆锥形而上部外周面呈圆柱形；所述泵体的下端与所述外筒体的底面之间还设置一辅助支撑装置。

上述的用于核电站的凝结水泵，其中，所述辅助支撑装置包括一固定底座、一弹簧底座、一弹簧支架、一弹簧及一支撑架，所述固定底座呈圆筒形并固定在所述外筒体的底面中央；所述弹簧底座包括一弹簧底盘及一连接在该弹簧底盘下端的底盘撑筒，该底盘撑筒的内径大于所述固定底座的外径，并且该弹簧底座以同轴地套在所述固定底座外的方式固定在所述外筒体的底面上；所述弹簧支架包括一架盘及一连接在该架盘下端的弹簧套筒，所述弹簧套筒的内外径分别与所述固定底座的外径及所述底盘撑筒的内径适配，并且该弹簧支架以所述弹簧套筒套在所述底盘撑筒外并且所述弹簧套筒的下部夹在所述固定底座和所述底盘撑筒之间的方式连接在所述固定底座上；所述弹簧安装在所述弹簧套筒外并通过所述架盘及所述弹簧底盘限位；所述支撑架的上端与所述泵体的下端连接，以使支撑架的下端面架放在所述弹簧支架的架盘上。

上述的用于核电站的凝结水泵，其中，所述弹簧支架上的架盘的上端面为一上大下小的圆锥面，所述支撑架的下端面呈与所述架盘的上端面的锥度适配的圆锥面；所述弹簧底座上的底盘撑筒的壁面上均布地开设两个轴向腰形孔，以使所述弹簧支架通过两个一一穿过该两个腰形孔的销与所述固定底座连接。

上述的用于核电站的凝结水泵，其中，所述末级导叶是通过一位于所述外筒体的内腔中的异径壳体与所述出水壳体连接的。

上述的用于核电站的凝结水泵，其中，所述泵体还包括一连接在所述双吸式蜗壳体的下端的进水喇叭。

上述的用于核电站的凝结水泵，其中，所述立式推力轴承采用水冷却轴承。

上述的用于核电站的凝结水泵，其中，所述外筒体的外表面上沿高度方向间隔地设有若干加强环筋。

本发明的凝结水泵的技术方案首先将次级导叶和末级导叶的位置调整到更趋于泵轴的驱动端并更趋于固定端，以减小次级叶轮和末级叶轮运转时引起的振动，能增加机体的刚度，加强了整体的稳定性，将次级导叶和末级导叶上移还能够大大降低直管内部承受的压力，从而能够减小直管壁厚，并因此降低了生产成本，也减轻了泵组的整体重量，且由于直管长度较长，降低直管内部压力将使整体设计更为安全可靠。其次采用节段式多级结构泵中的穿杠螺母，以将次级导叶和末级导叶把紧，从而达到减小机组振动的目的；另外在泵体的下端设置减振式辅助支撑机构，能更好地对泵体进行支撑，同时也消除了热效应引起的不等膨胀量，减小机组中联接件的热应变，确保泵使用寿命60年要求，最后在外筒体的外表面上增加了几处加强环筋，起加强作用，能够增加了外筒体的强度和刚度，确保泵使用寿命60年要求。

附图说明

图1为本发明的用于核电站的凝结水泵的结构示意图；

图2为本发明的凝结水泵中的辅助支撑装置的结构示意图。

具体实施方式

为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明：

请参阅图1，本发明的用于核电站的凝结水泵，包括立式外筒体1、辅助支撑装置2、泵体、电机架10、首级叶轮11、次级叶轮12、末级叶轮13、泵轴14、机械密封15、轴承组件及电机20，其中：

泵体包括自下而上依次相互同轴连接的进水喇叭3、双吸式蜗壳体4、直管5、次级导叶6、末级导叶7、异径壳体8及出水壳体9；出水壳体9固定在外筒体1的上端，进水喇叭3、双吸式蜗壳体4、直管5、次级导叶6、末级导叶7、异径壳体8设在外筒体1的内腔中央并悬挂在出水壳体9的底板91下；

本发明的泵体结构把次级导叶6和末级导叶7的位置更趋于泵轴14的驱动端，能减小次级叶轮12和末级叶轮13运转时引起的泵体振动；此外，次级导叶6和末级导叶7更趋于外筒体1的上端，能够增加机体的刚度，从而加强了泵组整体的稳定性；由于首级扬程远小于总扬程，因此将次级导叶6和末级导叶7上移还能够大大降低直管5内部承受的压力，从而可以减小直管5的壁厚，既降低了生产成本，也减轻了泵组的整体重量，且由于直管5的长度较长，降低直管5的内部压力将使泵组整体更为安全可靠；

为了使次级导叶6和末级导叶7更趋于驱动端，还可缩短异径壳体8的高度，能够进一步降低次级叶轮6和末级叶轮7在运行过程中的振动；

直管5的顶板外周面上安装一法兰50，该法兰50与出水壳体9的底板91之间通过若干径向均布的穿杠61及螺母62连接，以将次级导叶6和末级导叶7把紧，从而达到减小机组振动的目的；

直管5包括五段通过法兰相互同轴连接的单元直管；

泵轴14设在直管5的内腔中央，泵轴14包括三段通过一联轴卡套141和一联轴套筒142相互同轴连接的单元泵轴；

首级叶轮11为双吸水力模型结构，具有较高的抗汽蚀性能，而且可以降低泵体的高度，该首级叶轮11通过键套装在泵轴14的下部并设在双吸式蜗壳体4的内腔中；

在进水喇叭2的内腔面与首级叶轮11的前盖板之间及双吸式蜗壳体4的内腔面与首级叶轮11的后盖板之间分别设置一首级密封环34；

次级叶轮12和末级叶轮13均为单吸水力模型结构，它们分别通过键固定地套装在泵轴14上并分别位于次级导叶6内腔中和末级导叶7的内腔中；

在直管5的顶板内腔面与次级叶轮12的前盖板之间、次级导叶6的中部内腔面与次级叶轮12的后盖板之间、次级导叶6的上部内腔面与末级叶轮13的前盖板之间及末级导叶7的中部内腔面与末级叶轮的后盖板之间分别设置一次级密封环67；

机械密封15采用集装式机械密封装置，它设在泵轴14上并安装在一密封壳体16中，该密封壳体16固定在出水壳体9的内腔中；

轴承组件包括若干导轴承17及一立式推力轴承18，若干导轴承17分别安装在首级叶轮11下部的泵轴14上、首级叶轮11上部的泵轴14上、直管5内腔中的泵轴14上、次级叶轮12上端的泵轴14上及末级叶轮13上端的泵轴14上；立式推力轴承18采用水冷却轴承，可靠性较高，它安装在泵轴14上并位于出水壳体9的上端；

电机20固定在电机架10的上端并通过联轴器组件19与泵轴14的上端连接；

次级叶轮12的上端的泵轴14及末级叶轮13的上端的泵轴14上还分别设有一轴套21，该两轴套21的下部外周面呈下大上小的圆锥形而上部外周面呈直管形，以增加该两轴套21的下端面与次级叶轮12的轮毂及末级叶轮13的轮毂的接触面积，同时减小了轴套21直管段的壁厚，因此降低了次级导叶6和末级导叶7的径向尺寸，既节约了成本，也减轻了泵组的整体重量；

外筒体1的上部壁面上并在次级导叶6的下部开设一与出水壳体9的出口90相背的进口100；外筒体1的外表面上沿高度方向间隔地设有若干加强环筋101，能够增加外筒体1的强度和刚度，从而确保泵组的使用寿命达到60年的要求；

辅助支撑装置2设置在泵体的下端与外筒体1的底面之间。

再请参阅图2，辅助支撑装置包括一固定底座21、一弹簧底座22、一弹簧支架23、一弹簧24及一支撑架25，其中：

固定底座21呈圆筒形并固定在外筒体1的底面中央；

弹簧底座22包括一弹簧底盘221及一连接在该弹簧底盘221下端的底盘撑筒222，该底盘撑筒222的内径大于固定底座21的外径，该底盘撑筒222的壁面上均布地开设两个轴向腰形孔223，并且弹簧底座22以同轴地套在固定底座21外的方式固定在外筒体1的底面上；

弹簧支架23包括一架盘231及一连接在该架盘231下端的弹簧套筒232，架盘231的上端面为一上大下小的圆锥面，弹簧套筒232的内外径分别与固定底座21的外径及底盘撑筒222的内径适配，该弹簧支架23套在弹簧底座22的底盘撑筒222外，并且弹簧支架23的弹簧套筒232的下部夹在固定底座21和底盘撑筒222之间，弹簧支架23的弹簧套筒232的下部通过两个一一穿过底盘撑筒222上的两个腰形孔223的销26与固定底座21连接；

弹簧24套在弹簧支架23的弹簧套筒232外并通过弹簧支架23的架盘231和弹簧底座22的弹簧底盘221限位；

支撑架25的下端面251呈与弹簧支架23的架盘231的上端面的锥度适配的圆锥面，支撑架25的上端与双吸式蜗壳体4的下端连接，并使支撑架25的下端面架放在弹簧支架23的架盘231上。

辅助支撑装置2结构简单，能有效消除水泵的振动，降低噪音，可靠性高，能更好地对泵体进行支撑，同时也消除了热效应引起的不等膨胀量，减小机组中联接件的热应变，确保泵组的使用寿命达到60年的要求。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (7)

1.一种用于核电站的凝结水泵，包括立式外筒体、泵体、电机架、泵轴、首级叶轮、次级叶轮、末级叶轮、机械密封、轴承组件及电机，所述电机架固定在所述泵体的上端，所述机械密封通过一密封壳体设在所述泵体的上端，所述轴承组件包括若干导轴承及一立式推力轴承，所述电机固定在所述电机架的上端并通过联轴器组件连接在所述泵轴的上端，其特征在于，

所述泵体包括自下而上依次相互同轴连接的双吸式蜗壳体、直管、次级导叶、末级导叶及出水壳体；

所述出水壳体固定在所述外筒体的上端，所述双吸式蜗壳体、直管、次级导叶及末级导叶设在所述外筒体的内腔中央并悬挂在所述出水壳体的底板上；

所述直管的顶板外周面上安装一法兰，该法兰与所述出水壳体的底板之间通过若干径向均布的穿杠及螺母连接，以将所述次级导叶和末级导叶把紧；

所述直管包括若干段通过法兰相互同轴连接的单元直管；

所述泵轴设在所述直管的内腔中央，所述泵轴包括若干段通过一联轴卡套和一联轴套筒相互同轴连接的单元泵轴；

所述首级叶轮为双吸水力模型结构，它套装在所述泵轴的下部并设在所述双吸式蜗壳体的内腔中；

所述次级叶轮和末级叶轮固定地套在所述泵轴上并分别设在所述次级导叶的内腔中和所述末级导叶的内腔中；

所述若干导轴承分别安装在所述首级叶轮下部的所述泵轴上、所述首级叶轮上部的所述泵轴上、所述直管内腔中的所述泵轴上、所述次级叶轮上端的所述泵轴上及所述末级叶轮上端的所述泵轴上；

所述立式推力轴承安装在所述泵轴上并位于所述出水壳体的上端；

所述次级叶轮的上端及末级叶轮的上端的所述泵轴上还分别设有一轴套，该两轴套的下部外周面呈下大上小的圆锥形而上部外周面呈圆柱形；

所述泵体的下端与所述外筒体的底面之间还设置一辅助支撑装置。

2.根据权利要求1所述的用于核电站的凝结水泵，其特征在于，所述辅助支撑装置包括一固定底座、一弹簧底座、一弹簧支架、一弹簧及一支撑架，

所述固定底座呈圆筒形并固定在所述外筒体的底面中央；

所述弹簧底座包括一弹簧底盘及一连接在该弹簧底盘下端的底盘撑筒，该底盘撑筒的内径大于所述固定底座的外径，并且该弹簧底座以同轴地套在所述固定底座外的方式固定在所述外筒体的底面上；

所述弹簧支架包括一架盘及一连接在该架盘下端的弹簧套筒，所述弹簧套筒的内外径分别与所述固定底座的外径及所述底盘撑筒的内径适配，并且该弹簧支架以所述弹簧套筒套在所述底盘撑筒外并且所述弹簧套筒的下部夹在所述固定底座和所述底盘撑筒之间的方式连接在所述固定底座上；

所述弹簧安装在所述弹簧套筒外并通过所述架盘及所述弹簧底盘限位；

所述支撑架的上端与所述泵体的下端连接，以使支撑架的下端面架放在所述弹簧支架的架盘上。

3.根据权利要求2所述的用于核电站的凝结水泵，其特征在于，

所述弹簧支架上的架盘的上端面为一上大下小的圆锥面，所述支撑架的下端面呈与所述架盘的上端面的锥度适配的圆锥面；

所述弹簧底座上的底盘撑筒的壁面上均布地开设两个轴向腰形孔，以使所述弹簧支架通过两个一一穿过该两个腰形孔的销与所述固定底座连接。

4.根据权利要求1所述的用于核电站的凝结水泵，其特征在于，所述末级导叶是通过一位于所述外筒体的内腔中的异径壳体与所述出水壳体连接的。

5.根据权利要求1所述的用于核电站的凝结水泵，其特征在于，所述泵体还包括一连接在所述双吸式蜗壳体的下端的进水喇叭。

6.根据权利要求1所述的用于核电站的凝结水泵，其特征在于，所述立式推力轴承采用水冷却轴承。

7.根据权利要求1所述的用于核电站的凝结水泵，其特征在于，所述外筒体的外表面上沿高度方向间隔地设有若干加强环筋。

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