CN105765228A - 用于小型或中型模块化核反应堆的主回路的马达驱动离心泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使换热流体在核反应堆的主回路中循环的马达驱动离心泵。该马达驱动泵包括密封的马达单元(12)、液压部件(13)及轴(17)，该轴被浸没在换热流体中，由该密封的马达单元(12)转动并通过被刚性地连接到该轴(17)的液压部件(13)的推进器(22)泵送该换热流体。该马达单元(12)包括干式定子(18)和被刚性地连接至该轴(17)的浸没式转子(19)。该马达驱动泵还包括在该马达单元(12)的转子(19)和该液压部件(13)的推进器(22)之间被刚性地连接到该轴(17)的浸没式飞轮(23)，从而使得在切断电力供给之后的减速时间最短；以及一种用于放置沿错误方向旋转的浸没式装置，其被配置成机械地阻止该轴(17)在预定方向中的旋转。

Description

用于小型或中型模块化核反应堆的主回路的马达驱动离心泵
技术领域
本发明涉及主马达驱动泵单元的领域，这些主马达驱动泵单元提供该核反应堆的冷却并使冷却剂循环通过该主回路，并且更具体地涉及一种适用于小型和中型模块化反应堆的马达驱动主泵的设计。
背景技术
不同于能够分配超过1000兆瓦电力的更大功率的核反应堆，通常被称为SMR(代表小型模块化反应堆)的小型和中型模块化反应堆分段正经历大幅扩张。SMR的许多设计正在进行，通常处于50兆瓦到700兆瓦的范围中(对于小型反应堆<300兆瓦；对于中型反应堆<700兆瓦)。由于与常规的安装相比更为便宜且更为灵活，因此SMR为对电能的日益增长的需求提供了答案，特别是在发展中国家中更是如此。
SMR的模块化结构允许通过使用适合于该需求的数量的模块来逐步地增加生产量。由于更为紧凑，因此它们可在运输和在最终的终端用户现场上进行装配之前被部分地预制。由于被设计成即插即用的解决方案，因此SMR安装可被更为迅速地建立，在融资方面、在现场实施安装工作的范围方面、在尺寸和最终用途方面提供了更大的灵活性。
存在被设想成用于SMR的许多反应堆类型，特别是压水反应堆(PWR)、高温反应堆(HTR)、乃至熔盐反应堆(MSR)。在PWR中，构成冷却剂的普通水在约150bar(巴)的高压下被保持液态。在主回路中，水收集由核燃料所产生的热并将其传输到使用蒸汽发生器的副回路的流体。在被设想成用于SMR的集成PWR中，一个或更多个蒸汽发生器位于与该反应堆相同的包层(enclosure)中。来自反应堆的热被通过该副回路传输到蒸汽轮机，该蒸汽轮机驱动承担发电任务的交流发马达。
一个或更多个主泵使水循环通过位于反应堆堆芯和蒸汽发生器之间的该主回路。主冷却剂泵是一种对于PWR设施的操作和安全性而言是必不可少的部件。SMR的设计需要重新考虑主泵的架构，这是因为在一个模块中具有反应堆、主回路和蒸汽发生器的集成PWR的架构在几何和功能方面以及在耐用性或安全需求方面提出了新的要求。
简单、紧凑、便宜且满足最为严格的安全要求的反应堆的过高规格说明表在逻辑上转到其组成部件。对于该新的需求示出了现有主泵。作为本发明的非限制性示例，通过功能需求，一种适用于SMR的马达驱动主泵具有60年的耐用年限、介于300℃和350℃之间的马达驱动泵入口流体温度、140bar到160bar的运转压力、介于600千克/立方米和700千克/立方米之间的冷却剂密度、以及大量的几何要求(例如垂直或水平安装的能力、整体尺寸包层)、安装要求(例如它必须不通过焊接安装的事实、它必须能够将其与反应堆的外侧完全断开连接而没有部件余留在该包层内的事实)、以及外部要求(例如抗震要求)。
由此，想要具有一种满足这些新的和过高要求的马达驱动主泵。该合适的马达驱动主泵将需要具有简单设计、是耐用的、经济的、与大规模生产相适应的，并且满足最为严格的功能和监管要求。
发明内容
为此，本发明的主题是一种用于使冷却剂在核反应堆的主回路中循环的马达驱动离心泵。该马达驱动泵包括密封的马达单元、液压部件及轴，该轴被浸没在冷却剂中，由该密封的马达单元转动并通过被固定到该轴的液压部件的推进器泵送该冷却剂。该马达单元包括干式定子和被固定地安装在该轴上的浸没式转子。该马达驱动泵也包括在该马达单元的转子和该液压部件的推进器之间被固定地安装在该轴上的浸没式飞轮，从而能够确保在该马达单元停止使该轴转动时的减速时间最短；以及一种浸没式抗倒旋装置，其被配置成机械地阻挡该轴在预定方向中的旋转。
有利地，该浸没式抗倒旋装置包括固定部件和被固定到该轴的移动部件。该移动部件包括面向该固定部件的至少一个空腔及至少一个移动销，该至少一个移动销被通过离心力的作用保持在所述空腔内并在该移动部件的转速低于预定阈值时在重力的作用下部分地离开该空腔。该固定部件包括由两个倾斜平面构成的、即由具有平缓梯度的第一平面和具有陡峭梯度的第二平面构成的至少一个斜坡。该抗倒旋装置以下列方式进行配置，即，低于预定速度阈值，：
-当该移动部件在许可旋转方向中转动时，所述销通过与具有平缓梯度的倾斜平面接触而被推回到该空腔中，
-通过与陡峭梯度的倾斜平面接触，所述销的位于空腔外的部分阻止了该移动部件在相反方向中的旋转。
有利地，该抗倒旋装置的移动部件形成在该飞轮中，从而形成集成子组件。
有利地，该至少一个销沿着主轴线在外部上大致呈圆柱形。该空腔具有合适的内部形状，该内部形状沿着该销的主轴线大致呈圆柱形。
有利地，该至少一个销包括基本平行于该销的主轴线的开口端管道，从而使该冷却剂随着所述销移动更容易在该空腔内流动。
有利地，该至少一个销包括在至少一端处的倒角轮廓或倒圆轮廓，从而使所述销更容易攀升该第一平面以及限制该移动部件和该固定部件之间的冲击。
有利地，该抗倒旋装置包括多个销和多个空腔以及相同数量的斜坡，这些空腔与该轴的旋转轴线等距地形成并且在该移动部件中成角度地均匀分布，这些斜坡被均匀地分布在该固定部件上，使得旋转阻挡为每个销与斜坡接触的结果。
有利地，该抗倒旋装置包括多个销和多个空腔以及不同数量的斜坡，这些空腔与该轴的旋转轴线等距地形成并且在该移动部件中成角度地均匀分布，这些斜坡被均匀地分布在该固定部件上，使得旋转阻挡为单个销与斜坡接触的结果。
有利地，通过表面硬化过程机械地强化该至少一个斜坡的至少表面部分、该至少一个销的至少表面部分、或该至少一个空腔的至少表面部分。
有利地，该至少一个斜坡的至少一部分、该至少一个销的至少一部分或该至少一个空腔的至少一部分由具有增强的机械强度的金属合金制成。
有利地，该马达驱动泵包括位于该马达单元和该液压部件之间的热障，以便使该马达单元与该主回路热绝缘。该轴穿过位于该飞轮和该推进器之间的该热障。
有利地，该固定部件形成在热障的面对该移动部件的表面上。
有利地，该马达驱动泵被竖直地安装。该至少一个空腔被配置成允许该销在该空腔中进行竖直运动。转速下降成低于预定阈值导致该抗倒旋装置的所有销均下降。
有利地，该马达驱动泵被水平地安装。该至少一个空腔被配置成允许该销在该空腔中进行径向运动。转速下降成低于预定阈值导致该抗倒旋装置的一些销下降。
附图说明
通过阅读对于在下列附图中作为示例给出的一些实施例作出的详细描绘，将更好地理解本发明并且其它优点将变得明显。
图1a和图1b示出了根据本发明的马达驱动的主泵以及如何将它以垂直结构集成到SMR中，
图2a、图2b和图2c描绘了根据本发明的优选实施例的马达驱动的主泵，
图3描绘了在本发明的优选实施例中使用的一组轴承，
图4a和图4b描绘了一种在本发明的优选实施例中使用的配备有叶轮的飞轮，
图5a和图5b描绘了一种在本发明的优选实施例中使用的外部冷却回路，
图6a和图6b示出了在本发明的优选实施例中使用的抗倒旋装置。
为了清晰起见，在各个附图中，相同的元件将具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1a和图1b示出了根据本发明的马达驱动的主泵及其以竖立结构集成到SMR中。图1a描绘了根据本发明的反应堆11的上部及马达驱动的主泵10。反应堆11的上部包括增压器，在该增压器中，冷却剂在受控核反应的作用下被以高压和高温保持在反应堆11的下部中。该反应堆主回路包括使流体在该增压器和一个或更多个蒸汽发生器之间循环的一个或更多个马达驱动泵。图1a和图1b中所描绘的反应堆11的上部包括圆顶形部分及大致呈圆柱形的底座。图1a描绘了仅配备有一个马达驱动的主泵10的反应堆11，以更容易理解该图。然而，所设想到的是，将存在若干个被围绕该反应堆11的上部固定到该上部的大致呈圆柱形的底座的马达驱动的主泵。在图1a中，八个马达驱动的主泵可被围绕该底座布置，这八个泵的连接接口在图中是可见的。在该示例中，反应堆的设计规定了该马达驱动的主泵被竖直地倒置(headdown)安装。该马达驱动的主泵10包括由热障14隔离开的马达单元12和液压部件13。该底座包括主回路的一部分。如图1b中所描绘的那样，该主泵被连接到共同歧管15，该共同歧管15被连接到反应堆堆芯。该冷却剂被泵送到被连接到蒸汽发生器的共用排出包层16。还注意到的是，马达驱动泵被极为靠近反应堆的壁集成到非常紧密地密闭的环境中这一事实对该马达驱动泵的设计施加了大量限制，特别是在该推进器的上游、通过该推进器及其下游的流体的流动方面更是如此。
该马达驱动的主泵及其集成到该反应堆中(如图1a和图1b中所示)作为示例给出并且并不限制本发明。在该示例中，该马达驱动泵处于竖直构造中，该冷却剂为普通水。一般来说，本发明涉及一种用于使冷却剂在核反应堆的主回路中循环的马达驱动的离心泵。
图2a、图2b和图2c描绘了根据本发明的优选实施例的马达驱动的主泵。该马达驱动的主泵为马达驱动的离心泵，其包括密封的马达单元12、由热障14分离开的液压部件13。这三个元件具有通过它们的围绕纵向轴线旋转的轴17。该可旋转移动的组件被浸没在该主回路的冷却剂中。
该马达单元12包括干式定子18和被固定地安装在轴17上的浸没式转子19，该浸没式转子使轴17转动并且因此使液压部件13的移动元件转动。
该液压部件13包括被连接到共用歧管15的入口管道20、以及被连接到共用排出包层16的排出管道21，这些管道由被固定到该轴的推进器22分离开。由该轴17驱动的推进器22的旋转允许泵送该冷却剂。
热障14包括用于将该马达驱动泵固定到反应堆的装置。这些固定装置优选地为柱螺栓螺母型，以允许方便地拆卸该马达驱动泵。热障14在包括马达单元12的冷部和包括连接到该主回路的液压部件13的热部之间分离开该马达驱动泵。通常，该冷部追求介于70℃和160℃之间的温度，同时该热部接近冷却剂的温度，即介于300℃到350℃之间。为了实现该目的，根据本发明的马达驱动的主泵包括以下详细描述的冷却回路。
反应堆的冷却是该反应堆的安全性中的决定性元素。在马达驱动泵发生故障或对其供电的电网发生故障的情况下，有必要维持相当大的流体流速，以维持冷却剂的流动并且因此维持反应堆冷却的最小量。作为示例，该要求可根据在下列要求方面定量地表达，即在马达由于电力供给中断而停止后保持流速大于或等于额定流速的50％持续3秒。正巧，该轴和该转子的惯量不足以满足这种要求。为此，该马达驱动泵还包括固定地安装在轴17上、介于该马达驱动泵的热部和冷部之间(或者换句话说，介于马达单元12的转子19和液压部件13的推进器22之间)的浸没式飞轮23。在电力供给中断或发生故障之后，该飞轮使得保持足够的冷却流速数秒钟成为可能。有利地，该飞轮也使轴17的转速平稳并限制当该马达驱动泵被启动或中断时的冲击成为可能。该飞轮也构成使得限制放射性排放物成为可能的放射性屏障，该放射性排放物可从反应堆通过该马达驱动泵连接接口排出。该飞轮的规格对该轴的惯量、摩擦损失及由此对于马达的功率和冷却回路的容量具有直接影响。有利的是，将呈厚盘形式的飞轮固定地安装在轴上并使其由具有高密度的材料制成，该高密度大于不锈钢的密度并且优选地大于8千克/升。有利地，该飞轮由基于镍铬的合金制成，优选地由以注册商标为铬镍铁合金625而知名的NiCr22Mo9Nb合金制成。
图3描绘了在本发明的优选实施例中用以确保可靠的转子动力学的一组轴承。该轴17及与其连接的部件(具体为转子19、飞轮23和推进器22)形成相对于由马达单元的固定元件、液压部件的固定元件、和热障14的固定元件组成的马达驱动泵本体26具有旋转移动性的组件25。该移动组件25被浸没在循环通过该马达驱动泵的冷却剂中。该马达驱动泵包括一组由被泵送的冷却剂所润滑的轴承，从而确保了该移动组件25能够相对于该马达驱动泵本体26旋转。在图3中所描绘的优选实施例中，这一组轴承包括：
-定位在转子19和该轴的上端之间的第一径向轴承30，
-定位在该转子和该飞轮之间的第二径向轴承31，
-在该飞轮附近定位在飞轮的与该第二轴承相对的一侧上的第三径向轴承32，
-定位在该推进器22的附近的第四径向轴承33。
第一径向轴承30和第二径向轴承31引导该轴17在马达单元12的固定元件中的旋转。它们引导浸没式转子19相对于干式定子18的旋转。这些轴承30和31位于该马达驱动泵的冷部中。
有利地，轴承30和31为滑动轴承或瓦块轴承，并且优选地瓦块轴承包括由注册商标为Ekasic的碳化硅制成的五个衬垫及经过碳化钨表面处理的不锈钢衬套。
第三径向轴承32和第四径向轴承33引导该轴17在热障14的固定元件中的旋转。这些轴承32和33位于该马达驱动泵的热部中。有利地，轴承32和33为静压和/或三叶轴承型。它们可由钨铬钴合金或科尔莫诺伊合金型的合金制成或者可具有通过表面处理或通过涂层获得的表面硬化。
该马达驱动泵的这组轴承还包括定位在该第一径向轴承30的附近的止推轴承34以阻止该轴的轴向运动。为了允许经由可自由接近的其上部方便地拆卸该马达驱动泵，将该止推轴承34定位在该转子和该轴的上端之间是有利的。有利地，该止推轴承34由倾斜轴瓦轴承和盘构成，该倾斜轴瓦轴承优选地包括15个由注册商标为EkasicG的碳化硅制成的衬垫，该盘由注册商标为EkasicC的碳化硅制成。
图4a和图4b描述了一种在本发明的优选实施例中使用的配备有叶轮的飞轮。该旋转移动组件被浸没在冷却剂中。它因此自然地升高到高温。该轴的相对高的转速(通常介于每分钟2000转至每分钟4000转)在轴承中以及更为通常地在诸如飞轮23和浸没式转子19之类的旋转部件处产生热量。为此，有必要冷却该马达驱动泵并且特别是冷却该马达单元12。根据本发明的一个特别有利的特征，该飞轮23包括导致允许对该马达单元进行冷却的冷却剂循环的叶轮40。
该构思是使用该轴的旋转以在待冷却的移动部件的附近的流体中产生运动。存在很多被设想用于该叶轮的实施例。它可由形成在该飞轮的表面上的通道或凹槽构成。在本发明的优选实施例中，如图4a和图4b中所描绘的那样，该叶轮40包括形成在该飞轮23的上表面上的多个直翼片41；该飞轮的上表面为面向该转子的表面。它产生了在图4b中由箭头所表示的流体的循环。该循环一方面允许流体被供给到下文将描述的外部冷却回路42，并且另一方面允许在飞轮23的周围从该马达驱动泵的冷部朝向热部产生流体流。该流体流特别地为定位在该飞轮下方的第三径向轴承32提供润滑。在附图中所描绘的优选实施例中，该第三轴承为静压和/或三叶轴承。在这种情况下，供给管道44有利地形成在热障14中，使得该冷却剂可作为通过叶轮40产生的冷却剂的循环的结果来润滑该第三径向轴承32。
使用由形成在该飞轮上的叶轮所导致的冷却剂的该循环是特别有利的，这是因为它立刻允许直接冷却某些部件、润滑轴承以及向外部冷却回路供给冷却剂，同时限制摩擦损失。可以有效地在飞轮处在冷部(即飞轮的上表面处的约80℃的温度)和热部(即该飞轮的下表面处的约150℃的温度)之间进行分离。
在替代构造中，所设想到的是，该叶轮形成在该飞轮的下表面上。
图5a和图5b描绘了在本发明的优选实施例中使用的外部冷却回路。冷却剂被飞轮23的叶轮40驱动通过该外部冷却回路42。该冷却回路42包括缠绕在该马达驱动泵本体26的周围的一个或更多个盘管50。循环通过至少一个盘管50的冷却剂被通过在圆柱形壳体51中在该本体26的周围循环的辅助冷却剂进行冷却。并未描绘该辅助冷却剂的被称为副回路的液压回路，该副回路允许对辅助冷却剂进行加压和冷却。任何常规的回路都适用于本发明。
通过越过该至少一个盘管50的壁进行的热交换以及通过该马达驱动泵本体26的壁对该马达驱动泵进行直接冷却，该外部冷却回路42立即允许对该冷却剂进行冷却。
通过叶轮40传输的该冷却剂的加速度允许经由形成在该马达驱动泵本体26中的供给管道43供给该至少一个盘管50。随着冷却剂通过该盘管并随后被重新引入到位于该转子的上端附近的马达单元中，对该冷却剂进行冷却。有利地，流体被经由面向该第一径向轴承30和/或该止推轴承34形成在该马达驱动泵本体26中的供给管道52重新引入。与外部冷却回路42合作的该叶轮40由此产生流体回路，该流体回路允许将该密封单元保持在与其操作及其耐用性兼容的温度窗口内。该装置既简单又高效；实现了被保持在介于60℃到100℃之间的温度窗口中的冷部。
图6a和图6b描述了一种在本发明的优选实施例中使用的浸没式抗倒旋装置。泵的可靠性是该安装的安全性的关键。确保在该泵故意或无意停止时不会逆转泵送的方向是必需的。这是因为当马达驱动泵被停止而其它部件仍在转动时，该泵的输送侧上的压力高于入口侧上的压力。反向流穿过该马达驱动泵并使其在相反方向中转动。该速度可能是高的并且超过了在动态、液压和机械观点上是可接受的界限。
出于这个原因，根据本发明的马达驱动泵包括能够机械地防止该轴在预定方向中旋转的抗倒旋装置。浸没在冷却剂中的该抗倒旋装置60包括固定部件61和被固定到轴的移动部件81。该移动部件在图6a、图6b和图6c中并未予以描绘。在本发明的优选实施例中，其为早前所描述的飞轮23。在这种情况下，该固定部件可形成在热障14的面向飞轮23的表面上。该实施例在图5a中予以描绘。
该抗倒旋装置60的移动部件81包括面向该固定部件61的至少一个空腔80以及至少一个移动销62。该抗倒旋装置60被配置成，使得一旦该轴17以足够高的速度转动，该至少一个移动销62就被通过离心力的作用保持在所述空腔80内。当该移动部件81的转速低于预定阈值时，该移动销62在重力的作用下向下移动，并且部分地离开该空腔80。
该固定部件61包括由两个倾斜平面64和65(具有平缓梯度的第一平面64和具有陡峭梯度的第二平面65)构成的至少一个斜坡63。在图6a、图6b和图6c中所描绘的实施例中，第二平面65是竖直的。它还包括凹口66，如果转速足够低，该销62就可在它在重力的作用下向下移动时变得插入到该凹口中。
由此，该抗倒旋装置背后的原理如下：当马达驱动泵被启动时，被部分地插入到空腔80中的销62在许可方向中被旋转地驱动，并且因此在向下回落到形成在陡峭梯度的平面65中的凹口66中之前攀爬该平缓梯度的平面64。当转速超过预定阈值时，离心力将该销62保持在空腔80中的适当位置中。速度一下降成低于该阈值，反转就会发生；该销62在重力的作用下下降。如果有必要，该轴17的旋转方向的反转抵抗该平面65的凹口66驱动该销62。平面65的陡峭梯度(该平面在附图中所描绘的实施例中为竖直的)防止该销62攀爬该平面65，并且因此阻止该轴17在非许可方向中的旋转。
换句话说，该抗倒旋装置60被视为，使得低于该速度阈值：
-当该移动部件81在许可旋转方向中转动时，销62通过与平缓梯度的倾斜平面64接触被推回到空腔80中，
-当该移动部件81在相反方向中转动时，销62的位于空腔80的外侧的部分通过与陡峭梯度的倾斜平面65的接触阻止旋转。
存在多个被设想成用于该抗倒旋装置的实施例。在图6a、图6b和图6c中所描绘的本发明的优选实施例中，该移动部件81形成在该飞轮23中。一个或优选地几个空腔80形成在该飞轮的下表面中。空腔具有沿着平行于该轴17的纵向轴线的轴线大致呈圆柱形的内部形状。该抗倒旋装置因此包括与空腔80一样多的销62。销62在外部为沿着主轴线大致呈圆柱形，并被设计成在空腔80中沿着纵向轴线在重力的作用下滑动。同样，弧形凹口66形成在竖直平面65中，具有适于圆柱形销62的形状。
如在图6b和图6c中所描绘的那样，销62可包括形成在该销的中心并大致平行于销62的主轴线的开口端管道70。该开口端管道70使冷却剂随着销80移动而更容易在空腔80内流动。
该至少一个销62也可在其两个纵向端部包括倒角轮廓或倒圆轮廓71。在图6b中以侧视图描绘的该倒角轮廓或倒圆轮廓71在这里破坏了该圆柱体的底座和该圆柱体的母线之间的直角。该构造有利地使该销更容易攀升该平缓梯度的平面64，并且能够将该移动部件和该固定部件61之间的冲击限制到预定速度阈值以下。
如先前所提到的那样，设想到了一种包括多个空腔80和多个销62的抗倒旋装置。空腔80因此与该轴17的旋转轴线等距地形成并且为绕该移动部件81的圆周成角度地均匀分布。例如，该装置包括四个空腔80，这四个空腔包括被布置在该飞轮23的四个基点处的四个销62。
也设想到了一种包括相同数量的空腔80和斜坡63的抗倒旋装置。斜坡63可形成在固定部件61上，面向该移动部件81的空腔80并且围绕该固定部件61的圆周成角度地均匀分布。在图6a中所描绘的示例中，四个斜坡64形成在热障14的面向该飞轮23的表面上的四个基点。以这种方式被配置，旋转阻挡为每个销62与固定部件上的斜坡63接触的结果。在该轴上产生的扭矩有利地散布在每个销上。
在替代构造中，该抗倒旋装置包括不同数量的空腔80和斜坡63。例如，该装置包括四个已经提到的空腔80，并且包括五个形成在热障14上的斜坡。在这种情况下，该旋转阻挡为仅一个销62与仅一个斜坡65接触的结果。该构造提供了几个优点。增加斜坡63的数量可以在其旋转受阻之前缩短了该轴的角行程。此外，通过使用与斜坡63不同数量的销62，通过单个销62实施该旋转阻挡。在该马达驱动泵的连续停止过程中，在阻止旋转时可调用不同的销，由此可以限制该销上的机械应力。
根据本发明的该抗倒旋装置被浸没，其部件遭受到高机械应力。该装置必须因此能够在禁止的旋转方向中提供通常约为1000Nm的相当大的反向转矩。在低于通常为每分钟约180转的预定速度阈值的加速和减速阶段中，这些部件需要能够承受该销对于斜坡的反复撞击。为了满足这些要求，销有利地由不锈钢制成或者作为选择由铬镍铁合金型的合金制成。还设想到使用表面硬化过程机械地强化该斜坡的至少表面部分、销的至少表面部分或空腔的至少表面部分。表面硬化意指表面处理或使用涂层。设想到了一种使用PVD(代表气相沉积)的表面处理过程。
总之，需要注意的是，在附图中所描绘的实施例中，该马达驱动的离心泵被竖直地安装在反应堆上。在该构造中，该抗倒旋装置60包括被配置成允许其销62进行竖直运动的空腔。转速降低成低于预定阈值导致该抗倒旋装置的所有销均下降。该实施例并不限制本发明。例如，还设想到一种水平安装的马达驱动的离心泵；该轴的旋转轴线是水平的。在这种情况下，该抗倒旋装置包括被配置成允许其销进行径向运动的空腔。销通过离心力的作用被牢固地压入到空腔的底部中。转速降低成低于预定阈值导致该抗倒旋装置的一些销下降；位于该轴的轴线下方的销完全保持在其空腔中。仅位于旋转轴线上方的销有助于旋转的机械阻挡。对于该构造，数量很多的空腔、销和斜坡将是优选的。

Claims (14)

1.一种用于使冷却剂在核反应堆的主回路中循环的马达驱动离心泵；
其特征在于，所述马达驱动泵包括密封的马达单元(12)、液压部件(13)及轴(17)，所述轴被浸没在冷却剂中，由所述密封的马达单元(12)转动并通过被固定到所述轴(17)的所述液压部件(13)的推进器(22)泵送所述冷却剂；所述马达单元(12)包括干式定子(18)和被固定地安装在所述轴(17)上的浸没式转子(19)，
并且所述马达驱动泵还包括在所述马达单元(12)的所述转子(19)和所述液压部件(13)的所述推进器(22)之间被固定地安装在所述轴(17)上的浸没式飞轮(23)，从而能够确保在所述马达单元(12)停止使所述轴(17)转动时的减速时间最短；
以及浸没式抗倒旋装置(60)，所述抗倒旋装置被配置成机械地阻止所述轴(17)在预定方向中的旋转。
2.根据权利要求1所述的马达驱动离心泵，其中，所述马达驱动离心泵的所述浸没式抗倒旋装置(60)包括固定部件(61)和被固定到所述轴(17)的移动部件(81)；
所述移动部件(81)包括面向所述固定部件(61)的至少一个空腔(80)及至少一个移动销(62)，所述至少一个移动销被通过离心力的作用保持在所述空腔(80)内并在所述移动部件(81)的转速低于预定阈值时，在重力的作用下部分地离开所述空腔(80)；
所述固定部件(61)包括由两个倾斜平面(64、65)构成的即由具有平缓梯度的第一平面(64)和具有陡峭梯度的第二平面(65)构成的至少一个斜坡(63)；
所述抗倒旋装置(60)被以下列方式进行配置，即，低于所述预定速度阈值：
-当所述移动部件(81)在许可旋转方向中转动时，所述销(62)通过与具有平缓梯度的所述倾斜平面(64)接触而被推回到所述空腔(80)中，
-通过与具有陡峭梯度的所述倾斜平面(65)接触，所述销(62)的位于所述空腔外的所述部分阻止了所述移动部件(81)在相反方向中的旋转。
3.根据权利要求2述的马达驱动离心泵，其中，所述马达驱动离心泵的所述抗倒旋装置(60)的所述移动部件形成在所述飞轮(23)中，从而形成集成子组件。
4.根据权利要求2或3所述的马达驱动离心泵，其中，所述马达驱动离心泵的所述至少一个销(62)沿着主轴线在外部上大致呈圆柱形；所述空腔(80)具有合适的内部形状，所述内部形状沿着所述销(62)的所述主轴线大致呈圆柱形。
5.根据权利要求4所述的马达驱动离心泵，其中，所述马达驱动离心泵的所述至少一个销(62)包括大致平行于所述销(62)的所述主轴线的开口端管道(70)，从而使所述冷却剂随着所述销(62)移动更容易在所述空腔(80)内流动。
6.根据权利要求2到5中的一项所述的马达驱动离心泵，其中，所述马达驱动离心泵的所述至少一个销(62)包括至少在一端处的倒角轮廓或倒圆轮廓，以使所述销(62)更容易攀升所述第一平面(64)并且限制所述移动部件(81)和所述固定部件(61)之间的冲击。
7.根据权利要求2到6中的一项所述的马达驱动离心泵，其中，所述马达驱动离心泵的所述抗倒旋装置(60)包括多个销(62)和多个空腔(80)以及相同数量的斜坡(63)，所述空腔与所述轴(17)的旋转轴线等距地形成并且在所述移动部件(81)中成角度地均匀分布，所述斜坡(63)均匀地分布在所述固定部件(61)上，使得旋转阻挡为每个销(62)与斜坡(63)接触的结果。
8.根据权利要求2到6中的一项所述的马达驱动离心泵，其中，所述马达驱动离心泵的所述抗倒旋装置包括多个销(62)和多个空腔(80)以及不同数量的斜坡(63)，所述空腔与所述轴(17)的旋转轴线等距地形成并且在所述移动部件(81)中成角度地均匀分布，所述斜坡(63)均匀地分布在所述固定部件(61)上，使得旋转阻挡为单个销(62)与斜坡(63)接触的结果。
9.根据权利要求2到8中的一项所述的马达驱动离心泵，其中，通过表面硬化过程机械地强化所述马达驱动离心泵的所述至少一个斜坡(63)的至少表面部分、所述至少一个销(62)的至少表面部分、或所述至少一个空腔(80)的至少表面部分。
10.根据权利要求2到8中的一项所述的马达驱动离心泵，其中，所述马达驱动离心泵的所述至少一个斜坡(63)的至少一部分、所述至少一个销(62)的至少一部分、或所述至少一个空腔(80)的至少一部分由具有增强的机械强度的金属合金制成。
11.根据权利要求1所述的马达驱动离心泵，其中，所述马达驱动离心泵包括位于所述马达单元(12)和所述液压部件(13)之间的热障(14)，以便使所述马达单元(12)与所述主回路热绝缘；所述轴(17)穿过位于所述飞轮(23)和所述推进器(22)之间的所述热障(14)。
12.根据权利要求2和9所述的马达驱动离心泵，其中，所述马达驱动离心泵的所述固定部件(61)形成在所述热障(14)的面对所述移动部件(81)的表面上。
13.根据权利要求7或8所述的马达驱动离心泵，其中，所述马达驱动离心泵被竖直地安装，并且所述马达驱动离心泵的所述至少一个空腔(80)被配置成允许所述销(62)在所述空腔(80)中进行竖直运动。
14.根据权利要求7或8所述的马达驱动离心泵，其中，所述马达驱动离心泵被水平地安装，并且所述马达驱动离心泵的所述至少一个空腔(80)被配置成允许所述销(62)在所述空腔(80)中进行径向运动。
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