CN103758796A - 一种控制棒驱动机构冷却风机的防喘振环机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种控制棒驱动机构冷却风机的防喘振环机构，所述防喘振环外部为环形槽，所述环形槽内沿圆周方向均匀设有复数导流片，所述导流片内侧设有导流环，所述防喘振环设于冷却风机的风筒上，所述风筒通过支座固定，所述风筒内设有动叶，轮毂，导叶，内机匣，驱动风机及扩压尾锥，所述风筒上端出风口连接有出风口锥管，所述出风口锥管内装有风阀。本发明所揭示的一种控制棒驱动机构冷却风机的防喘振环机构，具有结构简单新颖，确保风机在小流量下也可平稳运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷却风机，具体涉及一种控制棒驱动机构冷却风机的防喘振环机构。
背景技术
控制棒驱动机构冷却风机是一种用于第三代核电机组一体化堆顶组件控制棒驱动机构通风冷却系统，其作用是为控制棒驱动机构提供强迫冷却空气，以维持控制棒驱动机构线圈组件正常工作所需的温度，且不超过限定值，该风机的性能直接影响反应堆驱动机构的安全性与可靠性。
控制棒驱动机构冷却风机具有大轮毂比、大动叶安装角的特征，为典型的高压轴流风机。高压轴流风机性能特性曲线通常具有明显的驼峰与凹谷，在压力峰值的右侧为稳定运行区，在压力峰值左侧为风机喘振区或不稳定运行区，资料表明现有控制棒驱动机构冷却风机在特性曲线峰值的左侧曲线较陡，有明显的喘振区和不稳定运行区，并且风机喘振点离最高效率点较为接近。
控制棒驱动机构冷却风机严禁在喘振区运行，在喘振区运行的危害性表现为：输送气流来回振荡，导致控制棒驱动机构系统不能正常排出热量，叶片根部承受很大的气动交变载荷，有可能导致叶片疲劳断裂。
相关法规、标准均严禁风机在喘振区工作，如美国核空气处理法规ASME-AG-1，但现有常规控制棒驱动机构冷却风机存在明显的喘振区，当系统管网阻力增大需在小流量工况运行时，将使风机进入喘振区，存在安全隐患。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种特性曲线无驼峰凹谷、运行无喘振区，在小流量下也可平稳运行的控制棒驱动机构冷却风机的防喘振环机构。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种控制棒驱动机构冷却风机的防喘振环机构，所述防喘振环外部为环形槽，所述环形槽内沿圆周方向均匀设有复数导流片，所述导流片内侧设有导流环，所述防喘振环设于冷却风机的风筒上，所述风筒通过支座固定，所述风筒内设有动叶，轮毂，导叶，内机匣，驱动风机及扩压尾锥，所述风筒上端出风口连接有出风口锥管，所述出风口锥管内装有风阀。
所述防喘振环对应于所述动叶的叶尖。
所述导流环内径与所述风筒内径相同。
所述扩压尾锥截面呈梯形，单边扩散角为5~20°。
所述导叶为机翼型。
由于采用了上述技术方案，本发明所揭示的一种控制棒驱动机构冷却风机的防喘振环机构，在动叶叶尖前缘对应的风筒部位设置防喘振环，在防喘环内设有若干导流片，分隔、搅碎阻塞在叶尖前缘部位涡流气团，抑制涡流的发展，使其整流后返回到主气流中，从而避免小流量状况下的气团阻塞，风机运行范围扩大，并消除喘振区，此外设置防喘振环，动叶前后气流不再剧烈振荡，从而避免了动叶叶片承受大的气动交变荷载，降低了叶根交变应力，提高了动叶安全可靠性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的局部放大图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
如图1所示，本发明所揭示的一种控制棒驱动机构冷却风机的防喘振环机构，其为立式竖直向上排气结构，具体包括风机本体，所述风机本体通过减振支座0固定在基础上，所述风机本体包括风筒1，所述风筒1两端分别设有进风口2和出风口3，所述风筒内部从下至上依次设有动叶4，轮毂5，导叶6，内机匣7，驱动电机8及扩压尾锥9，所述出风口3连接出风口锥管10，所述出风口锥管10的出风口安装有风阀11。
具体说来，所述风筒1与所述内机匣7形成环形通道向所述出风口锥管10排气，所述内机匣7上端装有扩压尾锥9，所述驱动电机8内置于所述内机匣7内，所述扩压尾锥9包覆在所述驱动电机8外侧，所述扩压尾锥9截面呈梯形结构，且单边扩散角α为5~20°，最佳单边扩散角α为15°，所述扩压尾锥9的半径沿气流方向逐渐减小，使得通流面积逐渐增大，故而降低排气速度及动压值，增高了空气静压值。
所述风筒1为圆柱形结构，其上端连接出风口锥管10，所述出风口锥管10的单边扩散角β为5~20°，所述出风口锥管10的锥管出风口内径为1100mm。
所述风阀11设置在所述出风口锥管10的出风口，当风机停止运行时，防止了外部气流倒灌入风机内，其内径尺寸与所述出风口锥管的出风口内径相同。
如图2所示，所述动叶4的叶尖前端所对应的风筒部位设有防喘振环12，所述防喘振环12外部为环形槽13，所述环形槽13内沿圆周方向均匀设有复数导流片14，所述导流片14内侧设有导流环15，所述导流环15内径与所述风筒1下部102内径相同，当系统阻力增大时，动叶4入口气流攻角增大，使得动叶4吸力面气流严重分离，并在动叶4前缘形成涡流，涡流在离心力作用下进入防喘振环12，由于外形槽13的阻隔，气流只能进入导流片14和导流环15组成的分隔通道内，涡流气团经分隔、整流后返回到主气流中，使得涡流的进一步发展被抑制，从而消除了喘振区，同时动叶4前后气流不再剧烈振荡，避免了动叶4承受较大的交变气动力，提高动叶4的安全可靠性。
所述导叶6为机翼型结构，有效回收所述动叶4出气气流旋绕速度动能，改善风机性能，提高安全可靠性。
本发明所揭示的一种控制棒驱动机构冷却风机的防喘振环机构，其工作原理为：气体从进风口2吸入，经过旋转的动叶4做工后，流入导叶进行扩压，而后经风筒1与内机匣7形成的环形通道的出风口3排气，气体通过出风口锥管10排出。
本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。
Claims (5)
1.一种控制棒驱动机构冷却风机的防喘振环机构，其特征在于：所述防喘振环外部为环形槽，所述环形槽内沿圆周方向均匀设有复数导流片，所述导流片内侧设有导流环，所述防喘振环设于冷却风机的风筒上，所述风筒通过支座固定，所述风筒内设有动叶，轮毂，导叶，内机匣，驱动风机及扩压尾锥，所述风筒上端出风口连接有出风口锥管，所述出风口锥管内装有风阀。
2. 根据权利要求1所述的控制棒驱动机构冷却风机的防喘振环机构，其特征在于：所述防喘振环对应于所述动叶的叶尖。
3.根据权利要求1所述的控制棒驱动机构冷却风机的防喘振环机构，其特征在于：所述导流环内径与所述风筒内径相同。
4.根据权利要求1所述的控制棒驱动机构冷却风机的防喘振环机构，其特征在于：所述扩压尾锥截面呈梯形，单边扩散角为5~20°。
5. 根据权利要求1所述的控制棒驱动机构冷却风机的防喘振环机构，其特征在于：所述导叶为机翼型。
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2014
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