CN109779918A - 一种小型铅基反应堆用泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型铅基反应堆用泵，包括:电机，用于带动泵壳内水力部件转动，所述电机通过电机上支撑和电机下支撑固定；电机冷却腔套在电机外面，用于冷却电机工作时产生的热；泵壳，泵壳内设有水力部件，所述电机上安装有空心轴，空心轴贯穿电机上支撑和电机下支撑，空心轴一端插入到泵壳内与水力部件相接，所述泵壳外壁上设有泵进口、泵壳底部设有泵出口。本发明的泵结构紧凑，运行可靠，无泄露，特别适合输送高温介质，水力部件全部浸没在高温介质中，可应用在空间受限的小型反应堆中。

Description

一种小型铅基反应堆用泵

技术领域

本发明属于铅基反应堆冷却系统技术领域，具体涉及一种小型铅基反应堆用泵。

背景技术

铅基反应堆作为第四代先进反应堆之一，所采用冷却剂驱动泵结构大多为立式机械泵。常见的立式机械泵，包含轴封泵、磁力泵、屏蔽泵等。

在铅基池式堆中输送高温液态金属介质时，驱动泵是由水力部分和电机部分、泵壳、轴封、联轴器，以及冷却和润滑等辅助系统组成，所需安装的空间较大。在有一定空间限制的场合，为输送高温度、高密度的液态金属，需要对驱动泵的结构进行优化，达到在铅基池式堆中使用的要求。

发明内容

本发明的目的正是为了解决上述问题，而提出一种小型铅基反应堆用泵，泵的结构紧凑，运行可靠，无泄露，特别适合输送高温介质，水力部件全部浸没在高温介质中，可应用在空间受限的小型反应堆中。

本发明提供了一种小型铅基反应堆用泵，包括:

电机，用于带动泵壳内水力部件转动，所述电机通过电机上支撑和电机下支撑固定；

电机冷却腔,电机冷却腔套在电机外面，用于冷却电机工作时产生的热；

泵壳，泵壳内设有水力部件，所述电机上安装有空心轴，空心轴贯穿电机上支撑和电机下支撑，空心轴一端插入到泵壳内与水力部件相接，所述泵壳外壁上设有泵进口、泵壳底部设有泵出口。

作为优选手段，所述空心轴漏出电机上端部分用机械密封进行密封。

作为进一步地优选手段，所述空心轴顶端安装有旋转接头。

作为进一步地优选手段，所述电机冷却腔上方设有静压密封罩，所述静压密封罩将机械密封和旋转接头密封在其罩内。

作为进一步地优选手段，所述泵壳顶部采用热屏结构密封，热屏结构包括内部的热屏材料以及包括在外部的不锈钢金属。

作为进一步地优选手段，所述热屏结构与所述电机冷却腔之间设有电机隔热腔。

作为进一步地优选手段，所述热屏结构内设有蜗旋槽冷却结构。

作为进一步地优选手段，所述空心轴内设有高压强制循环系统，通过设置在空心轴顶端的旋转接头通入高压冷却介质强制循环带走轴内的热量。

本发明有益效果：

(1)本发明的电机轴与泵轴采用同一根轴，且轴采用空心结构，空心结构内设有高压强制循环系统，通过循环液冷却泵轴；现有技术电机轴与泵为两个轴，通过联轴器进行连接。

(2)本发明的电机采用冷却腔体对电机进行冷却，同时在电机下支撑采用热屏蔽层以及电机隔热腔的结构设计，进一步的降低轴的温度以及电机工作的温度。

(3)本发明的轴为空心轴，并通过旋转接头连接，空心轴内通冷却水进行冷却，同时采用静压密封罩将机械密封与旋转接头与大气进行隔离，起到二次保护的作用。

附图说明

图1为本发明的一种小型铅基反应堆用泵的结构示意图。

图2为本发明的空心轴内高压强制循环系统的结构以及循环液流动示意图。

图3为本发明的电机隔热腔与热屏结构的结构示意图。

图中：1、静压密封罩；2、旋转接头；3、机械密封；4、空心轴；41、高压强制循环系统；5、电机上支撑；6、电机冷却腔；7、电机下支撑；8、电机隔热腔；9、热屏结构；91、热屏材料；92、不锈钢金属；901、蜗旋槽冷却结构；10、泵进口；11、水力部件；12、泵出口；13、泵壳。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明的的一种小型铅基反应堆用泵，包括:

电机，用于带动泵壳内水力部件转动，所述电机通过电机上支撑5和电机下支撑7固定；

电机冷却腔6,电机冷却腔6套在电机外面，用于冷却电机工作时产生的热；

泵壳13，泵壳13内设有水力部件11，所述电机上安装有空心轴4，空心轴4贯穿电机上支撑5和电机下支撑7，空心轴4一端插入到泵壳13内与水力部件11相接，所述泵壳13外壁上设有泵进口10、泵壳13底部设有泵出口12。

所述空心轴4漏出电机上端部分用机械密封3进行密封，所述空心轴4顶端安装有旋转接头2，所述电机冷却腔6上方设有静压密封罩1，所述静压密封罩1将机械密封3和旋转接头2密封在其罩内。旋转接头2上端设有冷却介质进入管，侧边设有冷却介质流出管。

所述泵壳13顶部采用热屏结构9密封，所述热屏结构9与所述电机冷却腔6之间设有电机隔热腔8，所述泵壳13顶部采用热屏结构9密封，所述热屏结构9与所述电机冷却腔6之间设有电机隔热腔8，所述热屏结构9内设有蜗旋槽冷却结构。蜗旋槽冷却结构901内冷却介质是冷却油、水或者气体中的一种。热屏结构9常用在反应堆中用于屏蔽核反应堆产生的热量以及射线，热屏结构包括热屏材料以及包裹在热屏材料外的不锈钢金属层。如图3所示，蜗旋槽冷却结构901为蜗旋槽冷却器，蜗旋槽冷却器的涡旋槽部分设置在热屏结构的不锈钢金属上表面(即设置在热屏材料的上方)，而散热管道部分设置在电机隔热腔8内，并接到外界。

如图2，所述空心轴4内设有高压强制循环系统41，通过设置在空心轴4顶端的旋转接头2通入高压冷却介质强制循环带走轴内的热量。高压强制循环系统41的高压强制循环介质是油、水或者气体中一种。高压强制循环系统41仅仅设置在空心轴4上半部，并不伸入到泵壳13内。

介质流体从泵进口10流入进入经过水力部件11由泵出口12流出。

水力部件11安装在空心轴4一端放置在泵壳13内，泵壳13上与热屏结构9相连，热屏结构9与电机隔热腔8相连，轴承安装在电机下支撑7内并与电机隔热腔连接，电机上支撑5与电机冷却腔6以及电机下支撑7组成电机的整体外壳，空心轴4的另一端与旋转接头2连接并采用机械密封3进行密封，同时用静压密封罩1将整个旋转接头2和机械密封3全部密封在电机上部。

上述小型铅基反应堆用泵，结构紧凑，运行可靠，无泄露，特别适合输送高温介质，水力部件全部浸没在高温介质中，应用在空间受限的小型反应堆中。

如图1所示，电机上支撑5、电机下支撑7位于电机内不与高温介质接触，保证轴承长期可靠运行。

如图1所示，小型铅基反应堆用泵安装在铅基反应堆内主容器上，反应堆的主容器内装有高温液态金属，驱动泵水力部件全部浸没在高温液态金属中，泵热屏部件位于高温液态金属上。泵壳四周开孔为泵进口10，泵出口12与堆内压力管连接。

电机与主容器顶盖连接的过渡法兰，中间设计电机隔热腔8和热屏结构9采用蜗旋槽，中间通入冷却介质，阻止主容器顶盖热量传给电机。

如图1所示，电机采用水冷式电机，电机定子外部水冷腔6，通过介质强迫电机定子线圈进行换热。

电机轴一端外伸部分顶部安装旋转接头2，空心轴4内通入冷却介质，带走高温液态金属传递给轴的热量，使轴的温度控制在设计范围内，同时控制轴承处温度处于安全使用范围内。

机械密封3作为第一道密封，使容器内的介质空气与外界隔绝。

静压密封罩1作为第二道密封，隔绝由于机械密封3的微量泄露，进入到外界。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种小型铅基反应堆用泵，其特征在于：包括:

电机，用于带动泵壳(13)内水力部件(11)转动，所述电机通过电机上支撑(5)和电机下支撑(7)固定；

电机冷却腔(6),电机冷却腔(6)套在电机外面，用于冷却电机工作时产生的热；

泵壳(13)，泵壳(13)内设有水力部件(11)，所述电机上安装有空心轴(4)，空心轴(4)贯穿电机上支撑(5)和电机下支撑(7)，空心轴(4)一端插入到泵壳(13)内与水力部件(11)相接，所述泵壳(13)外壁上设有泵进口(10)、泵壳(13)底部设有泵出口(12)。

2.根据权利要求1所述的一种小型铅基反应堆用泵，其特征在于：所述空心轴(4)漏出电机上端部分用机械密封(3)进行密封。

3.根据权利要求2所述的一种小型铅基反应堆用泵，其特征在于：所述空心轴(4)顶端安装有旋转接头(2)。

4.根据权利要求3所述的一种小型铅基反应堆用泵，其特征在于：所述电机冷却腔(6)上方设有静压密封罩(1)，所述静压密封罩(1)将机械密封(3)和旋转接头(2)密封在其罩内。

5.根据权利要求1所述的一种小型铅基反应堆用泵，其特征在于：所述泵壳(13)顶部采用热屏结构(9)密封，热屏结构(9)包括内部的热屏材料(91)以及包括在外部的不锈钢金属(92)。

6.根据权利要求5所述的一种小型铅基反应堆用泵，其特征在于：所述热屏结构(9)与所述电机冷却腔(6)之间设有电机隔热腔(8)。

7.根据权利要求5所述的一种小型铅基反应堆用泵，其特征在于：所述热屏结构(9)内设有蜗旋槽冷却结构(901)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种小型铅基反应堆用泵，其特征在于：所述空心轴(4)内设有高压强制循环系统(41)，通过设置在空心轴(4)顶端的旋转接头(2)通入高压冷却介质强制循环带走轴内的热量。