CN105485042B - 一种正常余热排出泵热冲击试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种正常余热排出泵的热冲击试验装置，包括数据处理系统，低温回路、高温回路、循环泵、加热罐、加压回路、流量计等，加压回路设置有加压泵，加压泵由储液罐供液，加压回路通过管道、弯头、阀门与冷水罐连接，加压回路与冷水罐之间的管道上串联有两个三通接头，第一个三通管接头通过管道、弯头、阀门与加热罐连接，第二个三通管接头通过管道、弯头、阀门与制冷机连接。本发明结构设置合理，在满足传统正常余热排出泵试验台架的性能试验、汽蚀试验的基础上，还能满足正常余热排出泵在设计工况下泵送介质由10℃至高于177℃热冲击的试验技术要求，提高了有热态、热冲击工况需求的核电泵热冲击试验、验证技术水平和能力。
Description
技术领域
本发明属于泵的实验装置领域，特别涉及一种正常余热排出泵热冲击试验装置。
背景技术
传统的试验台架，见说明书附图1，试验台架包括平板、弱电柜，平板上设置有被试水泵、电机，电机通过联轴器与转矩转速传感器连接，转矩转速传感器通过联轴器与被试水泵连接，该试验台架仅能进行一般泵机组的进行冷态工况下的性能试验、汽蚀试验，无法满足核电泵、高温高压泵的热态试验、热冲击试验的要求。为使泵能够满足正常余热排出泵的性能试验、汽蚀试验、加压试验、加气试验、热冲击试验等一系列的试验需要，使产品的质量能得到有效控制，满足热态和热冲击工况，专门设计一套试验装置尤为必要。
正常余热排出泵是一种立式、单级、底部吸入、水平排出的离心泵，离心泵的设计温度为205℃，设计压力为6.2MPa。轴密封采用集装式单端面平衡型机械密封，并配套冲洗、冷却系统。轴承采用滚动轴承，油脂润滑，并配有风冷部件；离心泵由交流感应电机驱动，使用带中间节的膜片式挠性联轴器。
正常余热排出泵等高温、高压泵在设计工况下泵送介质需由10℃至高于177℃热冲击的要求，在热冲击工况下，如不进行试验验证，则可能出现动静副的碰磨，严重时会卡死，对泵的安全可靠运行造成制约和影响。
传统试验装置技术不能满足正常余热排出泵的热态、热冲击试验的需求。
发明内容
本发明的目的要解决上述技术问题。
本发明的目的是这样实现的：一种正常余热排出泵热冲击试验装置，包括数据处理系统、加压系统、高温循环系统、低温循环系统，其特征在于：所述的加压系统由加压水罐、加压回路、加压泵、电机组成，加压泵由电机驱动，加压泵的出口侧设置有加压回路，加压泵的进口侧通过管道、阀门与加压水罐连接；加压回路通过管道、弯头、阀门与冷水罐连接，加压回路与冷水罐之间的管道上串联有两个三通管接头，第一个三通管接头通过管道、弯头、阀门与加热罐连接，第二个三通管接头通过管道、弯头、阀门与制冷机连接；所述的低温循环系统由冷水罐、冷水进口阀、制冷箱、试验泵、低温回路组成，冷水罐上设置有冷水进口阀，冷水进口阀通过管道与试验泵连接，冷水进口阀与试验泵之间的管道上接出管道、阀门与制冷箱的出口侧接口连接，试验泵通过管道与制冷箱的进口侧接口连接；试验泵依次通过出口取压管、低温回路与热水出口阀连接，低温回路上设置有三通管接头，三通管接头通过阀门、弯头、管道与冷水罐连接。
所述的高温循环系统由热水进口阀、热水出口阀、高温回路、循环泵、流量计、加热罐组成，高温回路的出口侧连接有热水出口阀，高温回路的进口侧通过流量计与加热罐连接，高温回路上设置有三通管接头，三通管接头通过阀门、管道与循环泵的出口侧连接；热水进口阀的出口侧通过三通管接头与冷水进口阀与试验泵之间的管道上连接，热水进口阀的进口侧通过弯头、管道与加热罐连接，热水进口阀与加热罐之间的管道上接出阀门、管道、弯头与循环泵的进口侧连接。
所述的数据处理系统通过安装在出口取压管上的温度传感器实时将温度信号传输给温度变送器和采集卡，由电脑软件进行温度-时间的自动数值采集、记录处理，形成温度时间曲线。
本发明结构设置合理，在满足传统正常余热排出泵试验台架的性能试验、汽蚀试验的基础上，还能满足正常余热排出泵设计工况下泵送介质由10℃至高于177℃热冲击的试验技术要求，提高了有热态、热冲击工况需求的核电泵热冲击试验、验证能力，能够满足正常余热排出泵的性能试验、汽蚀试验、加压试验、加气试验、热冲击试验等一系列的试验要求，本发明经过技术创新、改造，在满足上述试验能力的同时，还可以满足热态试验、热冲击试验要求。
附图说明
图1是现有技术的试验台架示意图。
图2是本发明的结构示意图。
图中：1.冷水罐；2.冷水进口阀；3.制冷箱；4.热水进口阀；5.试验泵；6.低温回路；7.热水出口阀；8.高温回路；9.循环泵；10.流量计；11.加热罐；12.加压水罐；13.加压回路；14.加压泵；15.数据处理系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限制：
一种正常余热排出泵热冲击试验装置，包括数据处理系统15、加压系统、高温循环系统、低温循环系统，所述的加压系统由加压水罐12、加压回路13、加压泵14、电机组成，加压泵14由电机驱动，加压泵14的出口侧设置有加压回路13，加压泵14由储液罐供液，加压泵14的进口侧通过管道、阀门与加压水罐12连接；加压回路13通过管道、弯头、阀门与冷水罐1连接，加压回路13与冷水罐1之间的管道上串联有两个三通管接头，第一个三通管接头通过管道、弯头、阀门与加热罐11连接，第二个三通管接头通过管道、弯头、阀门与制冷机连接；所述的低温循环系统由冷水罐1、冷水进口阀2、制冷箱3、试验泵5、低温回路6组成，冷水罐1上设置有冷水进口阀2，冷水进口阀2通过管道与试验泵5连接，冷水进口阀2与试验泵5之间的管道上接出管道、阀门与制冷箱3的出口侧接口连接，试验泵5通过管道与制冷箱3的进口侧接口连接；试验泵5依次通过出口取压管、低温回路6与热水出口阀7连接，低温回路6上设置有三通管接头，三通管接头通过阀门、弯头、管道与冷水罐1连接；所述的高温循环系统由热水进口阀4、热水出口阀7、高温回路8、循环泵9、流量计10、加热罐11组成，高温回路8的出口侧连接有热水出口阀7，高温回路8的进口侧通过流量计10与加热罐11连接，高温回路8上设置有三通管接头，三通管接头通过阀门、管道与循环泵9的出口侧连接；热水进口阀4的出口侧通过三通管接头与冷水进口阀2与试验泵5之间的管道上连接，热水进口阀4的进口侧通过弯头、管道与加热罐11连接，热水进口阀4与加热罐11之间的管道上接出阀门、管道、弯头与循环泵9的进口侧连接；数据处理系统15通过安装在出口取压管上的温度传感器实时将温度信号传输给温度变送器和采集卡，由电脑软件进行温度-时间的自动数值采集、记录处理，形成温度时间曲线。
具体实施正常余热排出泵热冲击试验时，包括以下操作步骤：A）、试验前，对所有测试管路进行静压试验，试验压力不低于泵设计温度下水气化压力的1.5倍；B)、将热水进口阀4、热水出口阀7全部关闭；C）、通过大功率电加热器对加热罐11及高温回路8进行加热；D）、在加热时，打开循环泵9，加热水在高温回路8、循环泵9与加热罐11之间的管道上打循环，使水温均匀上升，高温回路8中介质的温度控制在190℃以上；同时制冷箱3制冷将低温回路6中介质的温度控制在8℃以下；E）、待高温回路8与低温回路6的温度都达到规定要求后，停止加热器加热和制冷箱3制冷；F）、启动加压泵14对低温回路6加压，使低温回路6中的压力与高温回路8中的压力一致后，同时迅速打开热水进口阀4和热水出口阀7；G）、打开阀门后，启动试验泵5，通过叶轮的抽吸作用将高温回路8中的热水快速的抽吸至低温回路6及试验泵5中，并通过安装在出口取压管上的温度传感器实时将温度信号传输给温度变送器和采集卡，最终在热冲击试验软件上形成热冲击试验记录。
实施例1、HAG300-610型正常余热排出泵热冲击试验装置的实现
正常余热排出泵为立式、单级、底部吸入、水平排出的离心泵，离心泵即试验泵5，其设计温度为205℃，设计压力为6.2MPa；轴密封采用集装式单端面平衡型机械密封，并配套冲洗、冷却系统；轴承采用滚动轴承，油脂润滑，并配有风冷部件；试验泵5由交流感应电机驱动，使用带中间节的膜片式挠性联轴器，从顶部电机端向下看泵为顺时针方向旋转；电机采用立式交流感应电机，电机主要参数为：功率250kW，10kV/50Hz,转速1480r/min；
试验泵5性能要求如下表所示：
| 序号 | 工况 | 流量(m3/h) | 总扬程(m) | NPSHR |
| 1 | 关闭点 | / | ≤140 | / |
| 2 | 最小流量 | 98 | 130 | 1.92 |
| 3 | 设计流量 | 490 | 110 | 2.65 |
| 4 | 最大流量 | 650 | 93 | 3.96 |
注：流量-扬程曲线从最大流量点到关闭点应连续上升无拐点，泵效率曲线的最高点应接近设计的额定工况点；
一）、试验条件：
1.1 试验装置及回路应满足专项试验中各分项试验的要求：
热冲击试验回路由高温和低温两个试验回路组成，高温回路8应能制备足够的热水，以确保热冲击完成后整个试验回路的水温能满足177℃以上高温运行的需要；低温回路6应具备低温水的灌注、循环、排气以及加压功能；热冲击试验前，对所有测试管路进行静压试验，试验压力不低于泵设计温度下水气化压力的1.5倍；
1.2 试验介质为清洁自来水；
1.3 试验前应做好相关试验记录及标识的准备工作；
1.4 试验测量的仪器、仪表在合格检定周期内，试验精度满足ANSI/HI1.6标准1级精度要求；
1.5 试验人员需持证上岗，试验之前须熟悉并了解试验大纲及试验规程；
二）、热冲击试验：
2.1试验内容及目的：
热冲击试验条件为：试验泵5的泵流量在490m3/h（设计工况点），在30秒内，试验泵5的入口水温由10℃升高至不低于177℃，并在此流量和温度上连续运行3小时以上；
通过热冲击试验，验证泵机组在热冲击工况下能连续运行而不损坏或丧失功能；
2.2 试验方法：
热冲击试验在闭式试验回路上进行（见说明书附图2），通过两个隔离阀形成高温、低温两个试验回路；试验前高温回路8须制备＞190℃高温水，低温回路6须制备＜10℃低温水，两个试验回路的压力须大致相当且大于高温水的气化压力，将试验泵5入口的隔离阀全开，试验泵5出口的隔离阀打开至泵设计流量点附近，高、低温回路联通，迅速启动泵机组，通过叶轮的抽吸作用将高温回路8的介质快速地抽吸至泵腔内形成热冲击工况，并通过安装在试验泵5入口附近管路上的温度传感器实时将温度信号传输给温度变送器和采集卡，最终在热冲击试验软件上形成热冲击试验记录；
热冲击完成后，泵机组继续在设计流量点附近（490m3/h）进行高温运转试验，运转时间3小时，介质温度＞177℃；在泵机组高温运转期间，参照“热冲击及断失设备冷却水试验记录表”表，每隔半小时进行一次振动、噪声、轴承温度等参数测量；
热冲击及高温运转试验期间，泵机组应运转正常，相关性能指标满足标准要求；
三）、热冲击试验检测：
热冲击试验后在管路介质温度＜50℃时进行泵性能复测（汽蚀试验除外）。
本发明经过技术创新、改造在满足上述试验能力的同时，还可以满足热态试验、热冲击试验要求。
本发明的上述实施例，仅仅是清楚地说明本发明所做的举例，但不用来限制本发明的保护范围，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各项权利要求限定。
Claims (3)
1.一种正常余热排出泵热冲击试验装置，包括数据处理系统（15）、加压系统、高温循环系统、低温循环系统，其特征在于：所述的加压系统由加压水罐（12）、加压回路（13）、加压泵（14）、电机组成，加压泵（14）由电机驱动，加压泵（14）的出口侧设置有加压回路（13），加压泵（14）的进口侧通过管道、阀门与加压水罐（12）连接；加压回路（13）通过管道、弯头、阀门与冷水罐（1）连接，加压回路（13）与冷水罐（1）之间的管道上串联有两个三通管接头，第一个三通管接头通过管道、弯头、阀门与加热罐（11）连接，第二个三通管接头通过管道、弯头、阀门与制冷机连接；所述的低温循环系统由冷水罐（1）、冷水进口阀（2）、制冷箱（3）、试验泵（5）、低温回路（6）组成，所述的试验泵（5）为正常余热排出泵；冷水罐（1）上设置有冷水进口阀（2），冷水进口阀（2）通过管道与试验泵（5）连接，冷水进口阀（2）与试验泵（5）之间的管道上接出管道、阀门与制冷箱（3）的出口侧接口连接，试验泵（5）通过管道与制冷箱（3）的进口侧接口连接；试验泵（5）依次通过出口取压管、低温回路（6）与热水出口阀（7）连接，低温回路（6）上设置有三通管接头，三通管接头通过阀门、弯头、管道与冷水罐（1）连接；所述的高温循环系统由热水进口阀（4）、热水出口阀（7）、高温回路（8）、循环泵（9）、流量计（10）、加热罐（11）组成，高温回路（8）的出口侧连接有热水出口阀（7），高温回路（8）的进口侧通过流量计（10）与加热罐（11）连接，高温回路（8）上设置有三通管接头，三通管接头通过阀门、管道与循环泵（9）的出口侧连接；热水进口阀（4）的出口侧通过三通管接头与冷水进口阀（2）与试验泵（5）之间的管道上连接，热水进口阀（4）的进口侧通过弯头、管道与加热罐（11）连接，热水进口阀（4）与加热罐（11）之间的管道上接出阀门、管道、弯头与循环泵（9）的进口侧连接。
2.根据权利要求1所述的一种正常余热排出泵热冲击试验装置，其特征在于：所述的数据处理系统（15）通过安装在出口取压管上的温度传感器实时将温度信号传输给温度变送器和采集卡，由电脑软件进行温度-时间的自动数值采集、记录处理，形成温度时间曲线。
3.根据权利要求1所述的一种正常余热排出泵热冲击试验装置，其特征在于：
正常余热排出泵为立式、单级、底部吸入、水平排出的离心泵，离心泵即试验泵（5），其设计温度为205℃，设计压力为6.2MPa；轴密封采用集装式单端面平衡型机械密封，并配套冲洗、冷却系统；轴承采用滚动轴承，油脂润滑，并配有风冷部件；试验泵（5）由交流感应电机驱动，使用带中间节的膜片式挠性联轴器，从顶部电机端向下看泵为顺时针方向旋转；电机采用立式交流感应电机，电机主要参数为：功率250kW，10kV/50Hz,转速1480r/min；
试验泵（5）性能要求如下表所示：
说明: 说明: D:\CPC客户端\cases\inventions\7e7f7744-0a0d-4b4d-8d9d-8e919a91ee32\others\344bc79f-a1c9-4596-9baf-c5235526aa25\100001\94738dest_path_image001.jpg
注：流量-扬程曲线从最大流量点到关闭点应连续上升无拐点，泵效率曲线的最高点应接近设计的额定工况点；
一）、试验条件：
1.1 试验装置及回路应满足专项试验中各分项试验的要求：
热冲击试验回路由高温和低温两个试验回路组成，高温回路（8）应能制备足够的热水，以确保热冲击完成后整个试验回路的水温能满足177℃以上高温运行的需要；低温回路（6）应具备低温水的灌注、循环、排气以及加压功能；热冲击试验前，对所有测试管路进行静压试验，试验压力不低于泵设计温度下水气化压力的1.5倍；
1.2 试验介质为清洁自来水；
1.3 试验前应做好相关试验记录及标识的准备工作；
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1.5 试验人员需持证上岗，试验之前须熟悉并了解试验大纲及试验规程；
二）、热冲击试验：
2.1试验内容及目的：
热冲击试验条件为：试验泵（5）的泵流量在490m3/h设计工况点，在30秒内，试验泵（5）的入口水温由10℃升高至不低于177℃，并在此流量和温度上连续运行3小时以上；
通过热冲击试验，验证泵机组在热冲击工况下能连续运行而不损坏或丧失功能；
2.2 试验方法：
热冲击试验在闭式试验回路上进行，通过两个隔离阀形成高温、低温两个试验回路；试验前高温回路（8）须制备＞190℃高温水，低温回路（6）须制备＜10℃低温水，两个试验回路的压力须大致相当且大于高温水的气化压力，将试验泵（5）入口的隔离阀全开，试验泵（5）出口的隔离阀打开至泵设计流量点附近，高、低温回路联通，迅速启动泵机组，通过叶轮的抽吸作用将高温回路（8）的介质快速地抽吸至泵腔内形成热冲击工况，并通过安装在试验泵（5）入口附近管路上的温度传感器实时将温度信号传输给温度变送器和采集卡，最终在热冲击试验软件上形成热冲击试验记录；
热冲击完成后，泵机组继续在设计流量点490m3/h附近进行高温运转试验，运转时间3小时，介质温度＞177℃；在泵机组高温运转期间，每隔半小时进行一次振动、噪声、轴承温度参数测量；
热冲击及高温运转试验期间，泵机组应运转正常，相关性能指标满足标准要求；
三）、热冲击试验检测：
热冲击试验后在管路介质温度＜50℃时进行泵性能复测，汽蚀试验除外。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
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