CN105422891A - 核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器 - Google Patents

核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器，其包括安装在容器内部的圆筒、设于圆筒内的活塞以及用于驱动活塞的活塞驱动装置，圆筒的周壁上开设有多个通孔，活塞在活塞驱动装置的驱动下沿圆筒做轴向运动，使过流通孔的数量发生变化，对液体的流量进行调节，并且将液体的流动方向由轴向改为径向。与现有技术相比，本发明核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器通过开设在圆筒周壁上的多个通孔来对进入容器的液体进行消能，并通过活塞的轴向运动改变过流通孔的数量而对液体流量进行调节，因此能有效减少容器内液体产生的波动、旋涡、紊流，既保证了泵引水口液体的稳定性，也极大地降低了回路系统的振动和噪声。

Description

核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器
技术领域
本发明涉及核电站液体循环闭式回路系统，更具体地说，本发明涉及一种安装在容器内部的可调节流量消能器。
背景技术
在由压力容器、泵、阀门、管道等组成的液体循环闭式回路系统中，容器里的液体是由泵提供动力(抽取、增压)在回路中循环。上述回路系统一般会在泵的下游管线上设置一个流量调节阀，通过改变调节阀的开度，实现泵的水力性能(流量-扬程、流量-效率等)测试。但是，闭式回路的液体经过泵增压后进入容器时，能量较高，与管道内径相同的液流在容器内进行轴向单一方向的喷射，容器或稳定栅受到冲击而容易出现较大振动和噪声、容器内液体容易形成旋涡和紊流，不利于保证测试精度。
请参阅图1所示的泵水力性能测试闭式回路，其包括泵10、容器12以及回路管线14。容器12上方设有抽真空或压力调节装置120，内部则设有冷却或加热盘管122和用于稳定液体波动的稳定栅124；回路管线14上设有隔离阀140、气体含量测量点142、流量计144和流量调节阀146。其中，流量调节阀146设于泵10下游接近容器12的入口处，用于实现流量调节。
但是，上述系统的流量调节阀146只能起到液体节流作用，却无法降低液体波动的影响；稳定栅124虽然能在一定程度上对泵引水口的液体波动起到稳定作用，但是却不能有效解决高速成股的液流对稳定栅124以及容器12内的液体产生冲击，回路系统仍会产生较大的振动和噪声。另外，为了获得最佳的测量条件，测量截面处的液流应具有轴对称速度分布、等静压分布和无装置引起的旋涡，而流量调节阀146属于过流横截面有变化的管件，因此其安装位置与上游流量计144的距离应不小于四倍管径距离。可见，流量调节阀146的存在及安装位置要求导致了回路长度尺寸的增加。
有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的可调节流量消能器。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器，以消除进入容器的液流的能量，保证泵引水口的液体稳定性、降低系统的振动和噪声，同时减少回路的体积。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器，其包括安装在容器内部的圆筒、设于圆筒内的活塞以及用于驱动活塞的活塞驱动装置，圆筒的周壁上开设有多个通孔，活塞在活塞驱动装置的驱动下沿圆筒做轴向运动，使过流通孔的数量发生变化，对液体的流量进行调节，并且将液体的流动方向由轴向改为径向。
优选地，所述通孔在圆筒的前端至中部周壁上按一定规律分布，通孔的形状为圆形。
优选地，所述圆筒的前端外周壁上设有法兰，圆筒通过法兰连接安装在闭式回路系统的容器内部，其前端与容器的入口管道连接。
优选地，所述活塞通过动密封圈可滑动地装设于圆筒内，活塞驱动装置通过螺杆螺母机构驱动活塞运动。
优选地，所述圆筒内壁上还设有活塞导轨，活塞导轨与动密封圈彼此卡合而防止活塞相对圆筒产生旋转运动。
优选地，所述活塞驱动装置包括大螺母、螺杆和电动机；大螺母固定在活塞的尾端，大螺母的中心设有带螺纹的穿孔；螺杆的后端由电动机驱动，前端则伸入圆筒与大螺母的穿孔螺合。
优选地，所述活塞驱动装置还包括齿轮箱和传动轴；齿轮箱安装在圆筒的后端；螺杆的后端通过联轴器与齿轮箱连接；传动轴的两端分别通过联轴器与齿轮箱和电动机连接；所述电动机是能够进行正向旋转和反向旋转的双向电动机，其通过传动轴及齿轮箱带动螺杆旋转，从而驱动大螺母连带活塞做轴向运动。
优选地，所述活塞驱动装置包括螺杆、大螺母、齿轮箱、传动轴和电动机；螺杆前端固定在活塞的尾端，后端则与大螺母螺合；大螺母置于齿轮箱内；齿轮箱安装在圆筒的后端，并通过传动轴与电动机连接；电动机是能够进行正向旋转和反向旋转的双向电动机，其通过传动轴及齿轮箱带动大螺母旋转，从而驱动螺杆连带活塞做轴向运动。
优选地，所述电动机安装在闭式回路系统的容器外侧壁，传动轴穿过容器的侧壁与电动机连接；齿轮箱外设有齿轮箱保护室，传动轴外设有传动轴保护套。
优选地，所述活塞为前端闭合的双层套筒结构，其外筒通过动密封圈可滑动地装设于圆筒内，内筒的尾端与螺杆螺母机构连接；活塞驱动装置还包括活塞支撑架，活塞支撑架的后端固定在圆筒的后端，前端则伸入圆筒内、通过动密封圈对活塞的内筒进行非固定支撑。
与现有技术相比，本发明核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器通过开设在圆筒周壁上的多个通孔来对进入容器的液体进行消能，并通过活塞的轴向运动改变过流通孔的数量而对液体流量进行调节，因此能有效减少容器内液体产生的波动、旋涡、紊流，既保证了泵引水口液体的稳定性，也极大地降低了回路系统的振动和噪声，完全可以代替现有液体循环闭式回路中的流量调节阀和稳定栅发挥作用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器及其有益效果进行详细说明，其中：
图1为现有的泵水力性能测试闭式回路的结构示意图；
图2为本发明核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器的结构示意图；
图3为本发明核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器的安装状态图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图2，本发明核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器包括圆筒20、设于圆筒20内的活塞40和活塞驱动装置，活塞40可在活塞驱动装置的驱动下沿圆筒20做轴向运动。
圆筒20前端的外周壁上设有固定用的法兰22，前端至中部的周壁上则开设有多个按一定规律分布的通孔24，通孔24的形状优选为圆形。圆筒20的内壁上还设有不堵塞通孔24的活塞导轨26。
活塞40为前端闭合的双层套筒结构，其外筒42通过动密封圈90可滑动地装设于圆筒20内。动密封圈90与活塞导轨26彼此卡合，可以有效防止活塞40相对圆筒20产生旋转运动。
活塞驱动装置包括大螺母50、活塞支撑架60、齿轮箱62、螺杆64、传动轴66和电动机68。大螺母50固定在活塞40的内筒44的尾端，大螺母50的中心设有带螺纹的穿孔。活塞支撑架60的后端600固定在圆筒20的后端，前端602则伸入圆筒20内，通过动密封圈92对活塞40的内筒44进行非固定支撑。齿轮箱62安装在圆筒20的后端。螺杆64的后端通过联轴器与齿轮箱62连接，前端则伸入圆筒20并螺接于大螺母50的穿孔中。传动轴66的两端分别通过联轴器与齿轮箱62和电动机68连接，电动机68是能够进行正向旋转和反向旋转的双向电动机。为了避免液体的腐蚀，齿轮箱62外还设有齿轮箱保护室620，传动轴66外则设有传动轴保护套660。
请参阅图3，本发明核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器通过法兰22连接固定在容器80的内部，其前端与容器入口管道96连接，传动轴66穿过容器80侧壁与安装于容器80侧壁外的电动机68连接。为了固定的稳固性，还可以根据实际固定需要在容器80内设置其他支撑结构。易于理解的是，容器80的泵引水口需要设置在远离可调节流量消能器的位置，如图3中容器80的右部区域。
使用时，电动机68通过传动轴66驱动齿轮箱62，使齿轮箱62带动螺杆64转动；由于活塞导轨26能够防止螺纹摩擦力导致的螺杆64转动带动活塞40绕轴旋转，使得大螺母50和活塞40都只能做轴向运动，因此螺杆64的转动将驱使大螺母50连及活塞40一起做轴向运动，从而改变活塞40的行程位置。活塞40行程位置的改变将使过流通孔24的数量发生变化，实现液体流量调节的目的。
当高速流动的液体自容器入口管道96进入圆筒20后，只能经由通孔24进入容器80，此过程中，液体的流动方向被由轴向改为360°径向，以发散喷射的方法，分解成“花洒”状的多股细流，这不仅使液体的能量得到较大地消散，而且多股细流对容器内部液体产生的影响较小，也就能减少振动和噪声。在不同的实施方式中，可以根据实际需要，通过改变圆筒20上通孔24的孔径、数量和分布规律，来产生不同的压降作用，达到不同的流量调节特性和消能能力。
作为替换的实施方式，本发明的活塞驱动装置还可以变化为将螺杆64直接固定于活塞40，而将大螺母50置于齿轮箱62内，并与螺杆64螺合。使用时，通过电动机68、传动轴66及齿轮箱62内部的结构，带动大螺母50旋转而驱动螺杆64连带活塞40做轴向运动，同样可以改变过流通孔24的数量，达到流量调节和消能的目的。此方案的不足之处在于：需要加长齿轮箱保护室620在圆筒轴向方向的长度，以保证螺杆64有足够的空间做轴向运动。
通过以上描述可知，本发明核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器可以代替现有液体循环闭式回路中的流量调节阀和稳定栅发挥作用，也可以直接加入原回路系统中，对进入容器80的液流进行消能，降低泵引水口的液体波动、减轻液流对容器80的冲击、减轻回路系统振动和噪声。
本发明核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器至少具有以下优点：
1)可以调节液体流量，并对进入容器80的液体进行消能，因此能有效减少容器80内液体产生的波动、旋涡、紊流，既保证了泵引水口液体的稳定性，也降低了回路系统的振动和噪声；
2)既有消能稳流作用，又有流量调节作用，因此可以代替现有液体循环闭式回路中的流量调节阀和稳定栅发挥作用；
3)安装在容器80内部，既不增加容器外部管路的截面不连续性，也不占用管道空间，因此代替流量调节阀后，能在保证满足GB/T3216-2005的测量条件的情况下，有效减少回路管道长度，节省系统占用空间；
4)结构简单，加工安装方便，实用性很强，可广泛应用于石油化工、核工业等由容器(或称“罐”、“容器”)、泵、阀门、管道及必要管件组成的液体循环闭式回路中，也可以应用于其他非闭式回路的容器(包括水池在内)中。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器，其特征在于：包括安装在容器内部的圆筒、设于圆筒内的活塞以及用于驱动活塞的活塞驱动装置，圆筒的周壁上开设有多个通孔，活塞在活塞驱动装置的驱动下沿圆筒做轴向运动，使过流通孔的数量发生变化，对液体的流量进行调节，并且将液体的流动方向由轴向改为径向。
2.根据权利要求1所述的核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器，其特征在于：所述通孔在圆筒的前端至中部周壁上按一定规律分布，通孔的形状为圆形。
3.根据权利要求1所述的核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器，其特征在于：所述圆筒的前端外周壁上设有法兰，圆筒通过法兰连接安装在闭式回路系统的容器内部，其前端与容器的入口管道连接。
4.根据权利要求1所述的核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器，其特征在于：所述活塞通过动密封圈可滑动地装设于圆筒内，活塞驱动装置通过螺杆螺母机构驱动活塞运动。
5.根据权利要求4所述的核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器，其特征在于：所述圆筒内壁上还设有活塞导轨，活塞导轨与动密封圈彼此卡合而防止活塞相对圆筒产生旋转运动。
6.根据权利要求4所述的核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器，其特征在于：所述活塞驱动装置包括大螺母、螺杆和电动机；大螺母固定在活塞的尾端，大螺母的中心设有带螺纹的穿孔；螺杆的后端由电动机驱动，前端则伸入圆筒与大螺母的穿孔螺合。
7.根据权利要求6所述的核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器，其特征在于：所述活塞驱动装置还包括齿轮箱和传动轴；齿轮箱安装在圆筒的后端；螺杆的后端通过联轴器与齿轮箱连接；传动轴的两端分别通过联轴器与齿轮箱和电动机连接；所述电动机是能够进行正向旋转和反向旋转的双向电动机，其通过传动轴及齿轮箱带动螺杆旋转，从而驱动大螺母连带活塞做轴向运动。
8.根据权利要求4所述的核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器，其特征在于：所述活塞驱动装置包括螺杆、大螺母、齿轮箱、传动轴和电动机；螺杆前端固定在活塞的尾端，后端则与大螺母螺合；大螺母置于齿轮箱内；齿轮箱安装在圆筒的后端，并通过传动轴与电动机连接；电动机是能够进行正向旋转和反向旋转的双向电动机，其通过传动轴及齿轮箱带动大螺母旋转，从而驱动螺杆连带活塞做轴向运动。
9.根据权利要求7或8所述的核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器，其特征在于：所述电动机安装在闭式回路系统的容器外侧壁，传动轴穿过容器的侧壁与电动机连接；齿轮箱外设有齿轮箱保护室，传动轴外设有传动轴保护套。
10.根据权利要求4所述的核电站用安装在容器内部的可调节流量消能器，其特征在于：所述活塞为前端闭合的双层套筒结构，其外筒通过动密封圈可滑动地装设于圆筒内，内筒的尾端与螺杆螺母机构连接；活塞驱动装置还包括活塞支撑架，活塞支撑架的后端固定在圆筒的后端，前端则伸入圆筒内、通过动密封圈对活塞的内筒进行非固定支撑。
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