CN107269548A - 一种核级泵杂质试验装置及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核级泵杂质试验装置及其试验方法，涉及核级泵鉴定试验技术领域。本发明中的核级泵杂质试验装置，包括试验泵体，所述试验泵体内部设有能够相对转动的叶轮密封环和泵体密封环，所述泵体密封环套设在所述叶轮密封环外周，并与所述叶轮密封环形成试验间隙，所述试验间隙与核级泵内待验证间隙相同，所述试验泵体内部还设有用于搅动介质中的杂质颗粒的搅拌装置。本发明还保护一种试验方法。本发明通过在试验泵内设置与核级泵相同的试验间隙，简化了结构，降低了材质成本，避免了对成品核级泵的破坏，减少了浪费。

Description

一种核级泵杂质试验装置及其试验方法

技术领域

本发明涉及核级泵鉴定试验技术领域，尤其涉及一种核级泵杂质试验装置及其试验方法。

背景技术

核级泵在设计研发完成后，通常需要进行大量的鉴定试验去模拟核电站中的运行工况，以验证其设计的合理性和安全性。核级泵鉴定试验主要包括耐久性试验、性能试验、热冲击试验、杂质试验等。

由于泵内部存在动静相对运动、窄小间隙并且易磨蚀损伤的配合面，杂质试验就是模拟在长期运行或事故工况下，当泵输送的介质中混入保温材料、碎混泥土、脱落油漆以及砂子等时，验证在杂质工况下泵内部的窄小间隙配合面的可运行性。

由于杂质鉴定试验本身属于破坏性试验，而核级泵价格都比较昂贵，若直接在产品泵上进行该项试验，不但成本非常高，同时也造成了极大的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提出一种核级泵杂质试验装置，能够验证核级泵内窄小间隙处的耐杂质性能，并避免对核级泵的破坏，减少成本、避免浪费。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种核级泵杂质试验装置，包括试验泵体，所述试验泵体内部设有能够相对转动的叶轮密封环和泵体密封环，所述泵体密封环套设在所述叶轮密封环外周，并与所述叶轮密封环形成试验间隙，所述试验间隙与核级泵内待验证间隙相同，所述试验泵体内部还设有用于搅动介质中的杂质颗粒的搅拌装置。该装置为了达到验证核级泵内窄小间隙处的耐杂质性能的目的，在试验泵体内设置搅拌装置，能够保证杂质颗粒不沉降的通过试验间隙，保证试验结果的有效性。同时在试验泵内设置与核级泵相同的试验间隙简化了结构，降低了材质成本，避免了对成品核级泵的破坏，减少了浪费。

作为上述的核级泵杂质试验装置的一种优选方案，所述叶轮密封环固定在叶轮密封环支承上，所述泵体密封环固定在泵体密封环支承上。不同于核级泵内的结构，使得叶轮密封环和泵体密封环分别独立于叶轮和泵体，简化了结构，降低了成本。

作为上述的核级泵杂质试验装置的一种优选方案，所述叶轮密封环支承固定在由电机驱动的中心轴上，所述泵体密封环支承固定在所述试验泵体上。通过中心轴的转动使得叶轮密封环与泵体密封环之间实现相对转动，结构简单，同时可实现叶轮密封环与泵体密封环之间应有的相对转动速度和时间。

作为上述的核级泵杂质试验装置的一种优选方案，所述叶轮密封环套设在所述叶轮密封环支承上，所述泵体密封环内嵌在所述泵体密封环支承套上。上述的各部件之间的相对位置关系，使得整体的结构的紧凑，占用空间小，同时叶轮密封环与叶轮密封环支承之间以及泵体密封环与泵体密封环支承之间的结构稳定性好，不易损坏。

作为上述的核级泵杂质试验装置的一种优选方案，所述搅拌装置为设置在所述中心轴上的叶轮。该叶轮能够实现对介质的搅拌即可，结构和尺寸不一定与核级泵中的叶轮相同，材质和工艺要求低。

作为上述的核级泵杂质试验装置的一种优选方案，所述叶轮位于所述试验泵体的进液口和所述试验间隙之间。叶轮设在该处避免杂质颗粒沉降，保证含有杂质颗粒的介质通过试验间隙，以达到试验目的。

使用上述核级泵杂质试验装置的试验方法，包括以下步骤：

向所述试验泵体内引入含有杂质颗粒的介质；

使所述叶轮密封环相对于所述泵体密封环转动；

通过搅拌装置搅拌所述介质；

达到试验终止条件后，对所述试验间隙的配合面进行耐杂质性能的验证，作为对核级泵内待验证间隙的试验结果。

该试验方法简单易行，通过使带有杂质颗粒的介质流过试验间隙进行试验，整个过程中只需为杂质颗粒的引入、叶轮密封环与泵体密封环之间的相对运动以及搅拌装置的运动提供动力，耗能少，易于实现。

作为上述的核级泵杂质试验的试验方法的一种优选方案，所述杂质颗粒的成分包括混凝土渣物、绝缘物料以及油漆鳞片。上述的成分能够模拟真实状态下杂质颗粒的成分。

作为上述的核级泵杂质试验的试验方法的一种优选方案，所述混凝土渣物的含量为60mg/kg，最大颗粒尺寸为0.5mm，绝缘物料的含量为20mg/kg，最大颗粒尺寸为2.1mm，油漆鳞片的含量为12mg/kg，最大颗粒尺寸为2.1mm。

本发明的有益效果：

本发明提出的核级泵的杂质试验装置及其试验方法，该装置中设置与核级泵中的间隙相同的试验间隙，无需设置与试验无关的其他结构，能够降低成本，另外除了叶轮密封环与泵体密封环的材质与核级泵中的相同外，其他结构均可选择成本低廉的材质，同样能够降低成本。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的核级泵杂质试验装置的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的搅拌装置和密封环形成的试验间隙的结构示意图。

其中，1、试验泵体；2、叶轮密封环；3、泵体密封环；4、搅拌装置；5、叶轮密封环支承；6、泵体密封环支承；7、中心轴；8、泵盖；9、调整环；10、进液口。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1和2所示，本实施方式提供一种核级泵杂质试验装置，包括试验泵体1，试验泵体1内部设有能够相对转动的叶轮密封环2和泵体密封环3，泵体密封环3套设在叶轮密封环2外周，并与叶轮密封环2形成试验间隙，试验间隙与核级泵内待验证间隙相同，试验泵体1内部还设有用于搅动介质中的杂质颗粒的搅拌装置4。该实施方式中，试验泵体1与核级泵的泵体结构相同，以最大程度的满足与实际运行状态相近的环境条件。

该核级泵杂质试验装置，针对杂质试验的目的，在该装置的内部设置试验间隙和搅拌装置4，使试验泵体1内部的各结构的安排布置与核级泵的泵体内部不同，试验泵体1内无需设置与杂质试验无关的结构，避免了成本的消耗和时间的浪费。另外，该装置中的试验泵体1可选用成本低廉的材质，并且成型方法可以直接铸造而不进行核级泵所需要的精密成型，降低了生产成本，避免了浪费。

该实施方式中的试验装置不仅适用于卧式核级泵还适用于立式核级泵，对核级泵的具体结构没有要求。

具体的，试验泵体1内部的结构为：叶轮密封环2固定在叶轮密封环支承5上，泵体密封环3固定在泵体密封环支承6上。该试验装置中叶轮密封环2和泵体密封环3分别独立于叶轮和泵体，固定在相应的支承上，简化了结构，降低了成本。

叶轮密封环支承5固定在由电机驱动的中心轴7上，泵体密封环支承6固定在试验泵体1上。通过中心轴7的转动使得叶轮密封环2与泵体密封环3之间实现相对转动，结构简单，同时可实现叶轮密封环2与泵体密封环3之间应有的相对转动速度和时间。具体的，泵体密封环3固定在泵盖8上，泵盖8固定在试验泵体1上。

叶轮密封环2套设在叶轮密封环支承5上，泵体密封环3内嵌在泵体密封环支承6上。上述的各部件之间的相对位置关系，使得整体结构的紧凑，占用空间小，并且结构稳定性好，不易损坏。进一步的，泵体密封环3通过沉头螺钉固定在泵体密封环支承6上，再由内六角螺钉安装在试验泵体1上。叶轮密封环2通过沉头螺钉固定在叶轮密封环支承5上，叶轮密封环支承5与中心轴7之间键连接。

搅拌装置4为设置在中心轴7上的叶轮，该叶轮与核级泵中配备的叶轮不同，具体在工艺和尺寸上都可以不同，只要能够实现对杂质颗粒进行搅拌即可。叶轮与轴套过盈配合，轴套与中心轴7键连接。

叶轮位于试验泵体1的进液口10和试验间隙之间，能够保证在介质流过试验间隙时，介质中的杂质颗粒经过叶轮的搅拌而未沉降，以达到试验验证的目的。

该装置中的试验间隙包括叶轮密封环2与泵体密封环3之间的径向间隙和轴向间隙，通过调整叶轮密封环2和泵体密封环3的加工尺寸对径向间隙的尺寸进行控制，通过调整调整环9的宽度的加工尺寸对轴向间隙的尺寸进行控制，其中，调整环9安装在中心轴7上，并位于叶轮密封环2一侧，调整环9远离叶轮密封环2的一侧与轴肩抵靠。

本实施方式提出上述核级泵杂质试验装置的试验方法，包括以下步骤：

由进液口10向试验泵体1内引入含有杂质颗粒的介质；

通过电机带动中心轴7转动，由中心轴7带动叶轮密封环支承5转动，使叶轮密封环2相对于泵体密封环3转动；

中心轴7的转动同时带动其上的叶轮转动，通过叶轮搅拌介质，避免杂质颗粒沉降；

达到试验终止条件后，对试验间隙的配合面进行耐杂质性能的验证，作为对核级泵内待验证间隙的试验结果。

该试验方法简单易行，通过使带有杂质的介质流过试验间隙进行试验，整个过程中只需为杂质的引入、叶轮密封环与泵体密封环之间的相对运动以及叶轮的运动提供动力，耗能少，易于实现。

叶轮与叶轮密封环2被同步驱动旋转。

其中，该方法中的叶轮也可以设为其他形式的搅拌装置4，只要能够实现对杂质进行搅拌即可。

为了满足试验条件，杂质颗粒的成分包括混凝土渣物、绝缘物料以及油漆鳞片。具体的，混凝土渣物的含量为60mg/kg，最大颗粒尺寸为0.5mm，绝缘物料的含量为20mg/kg，最大颗粒尺寸为2.1mm，油漆鳞片的含量为12mg/kg，最大颗粒尺寸为2.1mm。通过对杂质颗粒的成分和含量的要求，以保证杂质试验结果的准确性。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种核级泵杂质试验装置，其特征在于，包括试验泵体(1)，所述试验泵体(1)内部设有能够相对转动的叶轮密封环(2)和泵体密封环(3)，所述泵体密封环(3)套设在所述叶轮密封环(2)外周，并与所述叶轮密封环(2)形成试验间隙，所述试验间隙与核级泵内待验证间隙相同，所述试验泵体(1)内部还设有用于搅动介质中的杂质颗粒的搅拌装置(4)。

2.根据权利要求1所述的核级泵杂质试验装置，其特征在于，所述叶轮密封环(2)固定在叶轮密封环支承(5)上，所述泵体密封环(3)固定在泵体密封环支承(6)上。

3.根据权利要求2所述的核级泵杂质试验装置，其特征在于，所述叶轮密封环支承(5)固定在由电机驱动的中心轴(7)上，所述泵体密封环支承(6)固定在所述试验泵体(1)上。

4.根据权利要求2或3所述的核级泵杂质试验装置，其特征在于，所述叶轮密封环(2)套设在所述叶轮密封环支承(5)上，所述泵体密封环(3)内嵌在所述泵体密封环支承(6)上。

5.根据权利要求3所述的核级泵杂质试验装置，其特征在于，所述搅拌装置(4)为设置在所述中心轴(7)上的叶轮。

6.根据权利要求5所述的核级泵杂质试验装置，其特征在于，所述叶轮位于所述试验泵体(1)的进液口(10)和所述试验间隙之间。

7.使用根据权利要求1-6任意一项所述的核级泵杂质试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

向所述试验泵体(1)内引入含有杂质颗粒的介质；

使所述叶轮密封环(2)相对于所述泵体密封环(3)转动；

通过所述搅拌装置(4)搅拌所述介质；

达到试验终止条件后，对所述试验间隙的配合面进行耐杂质性能的验证，作为对核级泵内待验证间隙的试验结果。

8.根据权利要求7所述的试验方法，其特征在于，所述搅拌装置(4)与所述叶轮密封环(2)被同步驱动旋转。

9.根据权利要求7所述的试验方法，其特征在于，所述杂质颗粒的成分包括混凝土渣物、绝缘物料以及油漆鳞片。

10.根据权利要求9所述的试验方法，其特征在于，所述混凝土渣物的含量为60mg/kg，最大颗粒尺寸为0.5mm，绝缘物料的含量为20mg/kg，最大颗粒尺寸为2.1mm，油漆鳞片的含量为12mg/kg，最大颗粒尺寸为2.1mm。