CN110107506A - 一种用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，包括外壳体、内壳体、下部滑动轴承、上部轴承、叶轮、泵轴、泵盖、停车密封、机械密封、电机支架和电机；泵轴通过上部轴承和下部滑动轴承支撑；叶轮采用离心式叶轮，叶轮设置在泵轴的底端；下部滑动轴承采用静压轴承；泵盖设置在外壳体的顶端；泵盖的下方设置有两道反射层；泵盖上设置有雷达液位计；机械密封和停车密封从上至下依次设置在泵轴的伸出端；泵轴的顶端通过联轴器与电机连接。本发明的用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，采用离心式叶轮、不可抽芯式结构，结构简单、拆装方便、便于维修。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵。
背景技术
铅铋泵的功能是驱动反应堆冷却剂(液态铅铋合金)在一回路系统内循环流动，将堆芯的热量传递给主换热器；同时铅铋泵的承压部件属于反应堆一回路系统压力边界的重要组成部分,是防止放射性物质和有毒物质泄漏的第二道屏障。目前急需设计一种结构简单、拆装方便、便于维修的立式离心泵，用于动反应堆冷却剂(液态铅铋合金)在一回路系统内循环流动。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，采用离心式叶轮、不可抽芯式结构，结构简单、拆装方便、便于维修。
实现上述目的的技术方案是：一种用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，包括外壳体、内壳体、下部滑动轴承、上部轴承、叶轮、泵轴、泵盖、停车密封、机械密封、电机支架和电机，其中：
所述内壳体设置在所述外壳体内；
所述外壳体的底端为泵进口，所述外壳体的侧面开设有泵出口；
所述泵轴插入在所述内壳体内，所述泵轴采用空心轴，所述上部轴承和下部滑动轴承一一对应地设置在所述泵轴的上下部，且所述泵轴通过所述上部轴承和下部滑动轴承支撑；
所述叶轮采用离心式叶轮，所述叶轮设置在所述泵轴的底端，且所述叶轮位于所述下部滑动轴承的底端；
所述叶轮的出口设有导叶体，所述导叶体位于所述叶轮的外部；
所述下部滑动轴承采用静压轴承，所述静压轴承的底面与导叶体的顶面固定形成静压腔，所述静压轴承的顶端与所述内壳体的底端相连；
所述泵盖设置在所述外壳体的顶端，所述泵盖内设置有空气冷却腔；
所述泵盖的下方设置有两道反射层，且所述两道反射层一一对应地位于所述外壳体和内壳体之间以及所述内壳体与泵轴之间；
所述泵盖上设置有雷达液位计，且所述雷达液位计插入在所述外壳体和内壳体之间；
所述泵轴的上部延伸出所述泵盖形成伸出端，所述机械密封和停车密封从上至下依次设置在所述泵轴的伸出端；
所述电机设置在所述电机支架上，且所述泵轴的顶端通过联轴器与所述电机连接。
上述的一种用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，其中，所述下部滑动轴承浸没在液态铅铋中，利用铅铋介质进行润滑和冷却，承受径向载荷和定位，所述上部轴承采用油润滑轴承，承受径向和轴向载荷。
上述的一种用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，其中，所述静压轴承的外侧壁上开设有四个螺旋槽，每个螺旋槽的螺旋角为180°；
所述静压轴承的外侧壁上焊接有一个外套，所述四个螺旋槽分别位于所述外套内；
所述静压轴承和轴套的接触面上设置有两个缝隙，该两个缝隙组成双缝隙节流孔，每个缝隙的的宽度为0.08～0.1mm；
所述静压轴承的摩擦副采用堆焊耐高温耐磨司太立合金制成，堆焊后的司太立合金的表面光洁度低于0.8μm。
上述的一种用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，其中，所述静压轴承的底端开设有介质进孔。
上述的一种用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，其中，所述泵出口与所述导叶体相邻。
本发明的用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，采用离心式叶轮、不可抽芯式结构，结构简单、拆装方便、便于维修，与现有技术相比，有益效果体现在：
(1)下部滑动轴承为静压轴承，利用叶轮出口的压力能将铅铋介质压入轴承，从而对轴承进行润滑和冷却，无需通入其他冷却介质；
(2)泵盖下方设置有两道反射层，能更好增加隔热效果；
(3)泵轴采用空心轴，从而减少热量往外部环境的传输；
(4)泵盖设置空气冷却腔，通过空气冷却，冷却效果好；
(5)泵盖上设置有雷达液位计，便于实时监控泵腔内的铅铋液高度；
(6)泵盖上方设置有停车密封，便于停机时在线检修和更换机械密封。
附图说明
图1为本发明的用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵的结构图；
图2为静压轴承的立体结构图；
图3为静压轴承的安装示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：
请参阅图1、图2和图3，本发明的最佳实施例，一种用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，包括外壳体1、内壳体2、下部滑动轴承3、上部轴承12、叶轮4、泵轴6、泵盖9、停车密封10、机械密封11、电机支架14和电机15。
内壳体2设置在外壳体1内；外壳体1的底端为泵进口101，外壳体1的侧面开设有泵出口102；泵轴6插入在内壳体2内，泵轴6采用空心轴，上部轴承12和下部滑动轴承3一一对应地设置在泵轴6的上下部，且泵轴6通过上部轴承12和下部滑动轴承3支撑；叶轮4采用离心式叶轮，叶轮4设置在泵轴6的底端，且叶轮4位于下部滑动轴承3的底端；叶轮4的出口设有导叶体5，导叶体5位于叶轮4的外部；泵出口102与导叶体5相邻。
下部滑动轴承3采用静压轴承，静压轴承的底面与导叶体5的顶面固定形成静压腔，静压轴承的顶端与内壳体2的底端相连。
泵盖9设置在外壳体1的顶端，泵盖9内设置有空气冷却腔；泵盖9的下方设置有两道反射层7，且两道反射层7一一对应地位于外壳体1和内壳体2之间以及内壳体2与泵轴6之间。
泵盖9上设置有雷达液位计8，且雷达液位计8插入在外壳体1和内壳体2之间；泵轴6的上部延伸出泵盖9形成伸出端，机械密封11和停车密封10从上至下依次设置在泵轴6的伸出端；电机15设置在电机支架14上，且泵轴6的顶端通过联轴器13与电机15连接，通过联轴器13传递扭矩。
下部滑动轴承3浸没在液态铅铋中，利用铅铋介质进行润滑和冷却，承受径向载荷和定位，上部轴承12采用油润滑轴承，承受径向和轴向载荷。
再请参阅图2和图3，静压轴承3的外侧壁上开设有四个螺旋槽31，每个螺旋槽31的螺旋角为180°；静压轴承3的外侧壁上焊接有一个外套32，四个螺旋槽31分别位于外套32内；静压轴承3通过轴套34套接在泵轴6上，静压轴承3与轴套34的接触面上设置有两个缝隙，该两个缝隙组成双缝隙节流孔，每个缝隙的的宽度为0.08～0.1mm；静压轴承3的摩擦副采用堆焊耐高温耐磨司太立合金制成，堆焊后的司太立合金的表面光洁度低于0.8μm。静压轴承3的底端开设有介质进孔33。
在使用时，导叶体5内的叶轮4旋转，泵腔的压力使铅铋介质由介质进孔33进入，然后通过双缝隙节流孔分别向上下两个方向节流进入泵轴，再由四个螺旋槽31向静压轴承的静压腔提供液体，以实现轴承的润滑和承载，无需外界压力和介质润滑；该静压轴承承载能力大，具有自调心功能，而且使用寿命长。静压轴承3采用双缝隙节流设计，以稳定静压腔的压力；静压轴承的外侧壁上设置的螺旋槽，可以实现转子部件的自我调心功能。静压轴承使用寿命长，通过相关技术分析及可靠性验证，其使用寿命可以达到40年。
本发明的用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，泵壳(外壳体和内壳体)、泵盖和螺栓连接组件等组成承压部件，泵壳(外壳体和内壳体)、导叶、叶轮等组成水力部件。
本发明的用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，泵组结构形式为立式离心泵。泵进口在外壳体的底部，泵出口在在外壳体的侧面。叶轮4形式为离心式叶轮，叶轮出口设有导叶体5，从而可以将介质的速度能转换为压能。泵轴6采用空心轴，从而减少热量往外部环境的传输。泵轴6通过下部滑动轴承3和上部轴承12支承，下部滑动轴承3浸没在液态铅铋中，利用铅铋介质进行润滑和冷却，承受径向载荷和定位，上部轴承12采用油润滑轴承，承受径向和轴向载荷。下部滑动轴承3为静压轴承，利用叶轮出口的压力能将铅铋介质压入轴承，从而对轴承进行润滑和冷却，无需通入其他冷却介质；泵轴6的伸出端设计有机械密封防止泵腔内气体泄漏，还设置停车密封从而保证泵停运工况下的密封性能及停机时在线进行机械密封的更换。泵盖9设置有空气冷却腔，通过空气冷却，冷却效果好，以保证机械密封11、上部轴承12在常温下工作的条件。泵盖9下方设置有两道反射层，能更好增加隔热效果。泵盖9上设置有雷达液位计8，便于实时监控泵腔内的铅铋液高度。
综上所述，本发明的用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，采用离心式叶轮、不可抽芯式结构，结构简单、拆装方便、便于维修。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (5)
1.一种用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，其特征在于，包括外壳体、内壳体、下部滑动轴承、上部轴承、叶轮、泵轴、泵盖、停车密封、机械密封、电机支架和电机，其中：
所述内壳体设置在所述外壳体内；
所述外壳体的底端为泵进口，所述外壳体的侧面开设有泵出口；
所述泵轴插入在所述内壳体内，所述泵轴采用空心轴，所述上部轴承和下部滑动轴承一一对应地设置在所述泵轴的上下部，且所述泵轴通过所述上部轴承和下部滑动轴承支撑；
所述叶轮采用离心式叶轮，所述叶轮设置在所述泵轴的底端，且所述叶轮位于所述下部滑动轴承的底端；
所述叶轮的出口设有导叶体，所述导叶体位于所述叶轮的外部；
所述下部滑动轴承采用静压轴承，所述静压轴承的底面与导叶体的顶面固定形成静压腔，所述静压轴承的顶端与所述内壳体的底端相连；
所述泵盖设置在所述外壳体的顶端，所述泵盖内设置有空气冷却腔；
所述泵盖的下方设置有两道反射层，且所述两道反射层一一对应地位于所述外壳体和内壳体之间以及所述内壳体与泵轴之间；
所述泵盖上设置有雷达液位计，且所述雷达液位计插入在所述外壳体和内壳体之间；
所述泵轴的上部延伸出所述泵盖形成伸出端，所述机械密封和停车密封从上至下依次设置在所述泵轴的伸出端；
所述电机设置在所述电机支架上，且所述泵轴的顶端通过联轴器与所述电机连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，其特征在于，所述下部滑动轴承浸没在液态铅铋中，利用铅铋介质进行润滑和冷却，承受径向载荷和定位，所述上部轴承采用油润滑轴承，承受径向和轴向载荷。
3.根据权利要求1所述的一种用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，其特征在于，所述静压轴承的外侧壁上开设有四个螺旋槽，每个螺旋槽的螺旋角为180°；
所述静压轴承的外侧壁上焊接有一个外套，所述四个螺旋槽分别位于所述外套内；
所述静压轴承和轴套的接触面上设置有两个缝隙，该两个缝隙组成双缝隙节流孔，每个缝隙的的宽度为0.08～0.1mm；
所述静压轴承的摩擦副采用堆焊耐高温耐磨司太立合金制成，堆焊后的司太立合金的表面光洁度低于0.8μm。
4.根据权利要求1或3所述的一种用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，其特征在于，所述静压轴承的底端开设有介质进孔。
5.根据权利要求1所述的一种用于铅铋反应堆一回路的立式离心泵，其特征在于，所述泵出口与所述导叶体相邻。
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