CN112922850A - 一种核电用立式蜗壳式单级离心泵 - Google Patents

一种核电用立式蜗壳式单级离心泵 Download PDF

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芦洪钟
王斌
刘亮亮
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Abstract

本发明涉及一种核电用立式蜗壳式单级离心泵，该离心泵用于核电技术上，离心泵包括一泵体，泵体进出口设有法兰；泵体内部设置有叶轮和导叶，导叶上方设有导叶盖，导叶与导叶盖板共同形成用于导流的流道，导叶下方设有导轴承座，导轴承座上设有导轴承；泵体上方设有泵盖，泵盖上方设有轴承部件；轴承部件内设有泵轴，泵轴和泵盖轴孔之间还设有用于密封的机械密封、节流衬套；泵盖内设有水冷机构，用于冷却机械密封；电机通过一电机座固定于泵体上方。本发明中的泵体受力均匀，流态稳定；叶轮汽蚀性能优秀，转子部件刚度高；整个装置的散热性能良好，且散热机构结构紧凑；装置运行时振动小，噪声低，泄漏的介质能够被收集。

Description

一种核电用立式蜗壳式单级离心泵
技术领域
本发明涉及一种单级离心泵，具体涉及一种采用立式单级带导叶离心泵结构，并安装轴承风冷和机封水冷结构，克服了传统余热排出泵的缺点、安全性高、能满足CAP1400核电机组的使用需要的核电用立式蜗壳式单级离心泵。
背景技术
CAP1400正常余热排出泵适用于三代核电非能动、安全、经济、先进的CAP1400机组中正常余热排出系统(RNS)，是正常预热排出系统(RNS)的重要设备，位于辅助厂房内。其主要功能如下：
1、在电厂正常停堆期间排出反应堆冷却剂系统的热量；
2、启堆时，维持反应堆冷却剂系统真空充水冷却；
3、停堆时，如果需要，维持乏燃料池冷却；
4、失水事故后，从装料池或安全壳内置换料水箱吸水，提供非安全低压注射；
5、安全壳水淹后，从地坑吸水，进行安全壳再循环冷却；
6、系统意外超压后，维持压力边界完整性。
CAP1400机组是我国在吸收消化国外AP1000的基础上自主创新的三代核电先进机组，安全性高，有很好的发展趋势，而现有的CAP1400正常余热排出泵技术不成熟，无法满足CAP1400核电机组的使用需要。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种采用立式单级带导叶离心泵结构，并安装轴承风冷和机封水冷结构，克服了传统余热排出泵的缺点、安全性高、能满足CAP1400核电机组的使用需要的核电用立式蜗壳式单级离心泵。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种核电用立式蜗壳式单级离心泵，该离心泵用于核电技术上，所述核电用立式蜗壳式单级离心泵包括：电机、电机座、离心泵本体、冷却管路和联轴器，其中离心泵本体为立式单级带导叶离心泵，水流从离心泵本体下方进入，水平方向流出；电机通过电机座垂直设于离心泵本体上方，冷却管路布置在离心泵本体上，电机和离心泵本体通过联轴器连接传动。
在本发明的具体实施例子中，离心泵本体包括一泵体，该泵体为均匀的环形壳体；泵体上设置有锻制进口法兰和锻制出口法兰。
在本发明的具体实施例子中，所述泵体内部设置有叶轮和导叶，导叶上方设有导叶盖板；叶轮的叶片为双曲率结构，叶轮上下设置有口环，叶轮的下口环为加长型结构；叶轮外设有所述导叶，导叶与导叶盖板共同形成用于导流的流道；导叶上设有导轴承，导轴承内壁开设有均匀布置的蜂窝状的小孔。
在本发明的具体实施例子中，所述泵体上方设有泵盖，泵盖上方设有轴承部件，轴承部件内设有泵轴，泵轴和泵盖的轴孔之间还设有用于密封的机械密封、节流衬套。
在本发明的具体实施例子中，所述电机通过一电机座固定于泵体上方，该电机包括一电机轴，电机轴和泵轴通过膜片联轴器连接。
在本发明的具体实施例子中，所述核电用立式蜗壳式单级离心泵还包括风冷机构，所述风冷机构包括风扇和泵端联轴器，风扇通过螺栓固定在泵端联轴器上，泵端联轴器通过键和螺钉固定于泵轴上，泵运转时泵轴转动带动风扇转动，冷却轴承。
在本发明的具体实施例子中，所述核电用立式蜗壳式单级离心泵还包括水冷机构，所述水冷机构包括冷却水进口、冷却水出口以及冷却水流道，其中，冷却水流道开设于泵盖内，从泵盖的冷却水进口一侧延伸至轴孔，并延伸至泵盖另一侧的冷却水出口。
在本发明的具体实施例子中，所述节流衬套具体为迷宫式结构；所述导轴承具体为蜂窝状设计；所述导叶采用斜剖分式设计。
在本发明的具体实施例子中，所述泵轴上设有一对角接触球轴承，这一对角接触球轴承为面对面布置。
在本发明的具体实施例子中，所述电机、泵盖、导叶、叶轮、轴、轴承部件和机械密封为一整体结构，所述整体结构整体地安装于所述泵体上。
本发明的积极进步效果在于：本发明提供的核电用立式蜗壳式单级离心泵有如下优点：本发明中的泵体受力均匀，流态稳定；叶轮汽蚀性能优秀，转子部件刚度高；整个装置的散热性能良好，且散热机构结构紧凑；装置运行时振动小，噪声低，泄漏的介质能够被收集。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为图1的A处放大图。
图3为图1的B处放大图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
图1为本发明的整体结构示意图，如图1所示：本发明提供的一种核电用立式蜗壳式单级离心泵，包括电机100、电机座200、离心泵300、冷却管路400和联轴器500，其中离心泵300为立式单级带导叶离心泵，水流从离心泵300下方进入，水平方向流出；电机100通过电机座200垂直设于离心泵300上方，冷却管路400布置在离心泵300上，电机100和离心泵300通过联轴器500连接传动。
离心泵300包括泵体310，该泵体310下端为泵进口320，左侧为泵出口330；泵体310为环形式壳体，其环形结构均匀，叶轮340设于该泵体310内部。
叶轮340内的叶片采用可提高叶轮340效率和汽蚀性能的双曲率叶片，在叶轮340上设置有上下口环，下口环341为加长型结构，与设置于导叶350上的导轴承351间隙配合形成水膜刚度，提供径向支撑。
导叶350设于叶轮340上方，用于对叶轮340出口处的水流进行导流，导叶350上方还设有导叶盖板352；其中，该导叶350采用剖分式结构，其与导叶盖板352分别加工成型，共同形成用于导流的流道；在导叶350上设置有导轴承351，导轴承351为环形结构，内壁上设有均匀布置的蜂窝状小孔。
泵盖360设于泵体310上方，泵盖360中心处开设有供泵轴380穿过的轴孔；冷却机构400设于该泵盖360内部，其中，冷却机构400具体包括冷却水进口410、冷却水出口420以及冷却水流道430，冷却水流道430从泵盖320一侧的冷却水进口410延伸至轴孔处，并从该轴孔处继续延伸至泵盖360另一侧的冷却水出口420，该冷却水流道430内通有冷却水。
泵轴380从泵盖360的轴孔伸入，并直接与叶轮340固定连接；泵轴380与泵盖360之间设有用于密封的机械密封370与节流衬套361，该节流衬套361设于泵盖360上；其中，机械密封370采用集装式机械密封，节流衬套361采用可增加流动阻力、提高密封性能的迷宫式结构；冷却机构400可及时带走机械密封370与泵轴380之间产生的热量。
泵盖360上方设有轴承部件390，一对轴承391设于轴承部件内，并套设于泵轴380上，这一对轴承391为面对面的相对设置，用于抵消离心泵300在运转过程中产生的轴向力；在本实施案例中，轴承391具体采用角接触球轴承。
泵轴380上端设有一风扇381，该风扇381通过联轴器500与泵轴380固定，可随泵轴380一同旋转，对轴承部件390进行强制气流循环，起到冷却轴承391的作用。
电机100设于电机座200上，电机内设有电机轴110，通过联轴器500与泵轴380连接。
在本发明工作时，电机启动电机轴110高速旋转，电机轴110通过联轴器500带动泵轴380旋转，泵轴380带动叶轮340旋转并对水做功，水流从泵体310下方的泵进口320进入，并从左侧的泵出口320流出。
机械密封370内部设有泵送环，泵轴380旋转时带动泵送环产生压力，形成内部循环对机械密封370进行冲洗；在泵盖360上设置有泄漏回收装置，即使机械密封370损坏产生泄漏，也可以通过管路进行回收。
本发明的实施例子中，由于设置了风扇381，有效的解决了轴承部件390的发热问题，且在结构上不会占用额外的空间，简单实用；再者，由于设置了冷却机构400，可以有效的带走机械密封370与泵轴380之间产生的热量。
在本发明中，由于与叶轮340下口环处配合的导轴承351为加长型的蜂窝状小孔结构，叶轮340的效率以及汽蚀性能有效提高；泵体310形状均匀，可用质量更加可靠的锻件制造，生产时易于成型，内部空间大，内部和出口的流态稳定，结构受力均匀，改善了装置的振动噪声特性。
在本发明中，由于导叶350采用剖分式结构，其与导叶盖板352共同形成导流流道，这种结构可对导叶350、导叶盖板352分别制造加工，流道表面便于加工处理，流道表面光滑，加工精度高，流态稳定，使导叶340受力均匀，进一步减小振动并降低噪声。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种核电用立式蜗壳式单级离心泵，其特征在于：该离心泵用于核电技术上，所述核电用立式蜗壳式单级离心泵包括：电机、电机座、离心泵本体、冷却管路和联轴器，其中离心泵本体为立式单级带导叶离心泵，水流从离心泵本体下方进入，水平方向流出；电机通过电机座垂直设于离心泵本体上方，冷却管路布置在离心泵本体上，电机和离心泵本体通过联轴器连接传动。
2.根据权利要求1所述的核电用立式蜗壳式单级离心泵，其特征在于：离心泵本体包括一泵体，该泵体为均匀的环形壳体；泵体上设置有锻制进口法兰和锻制出口法兰。
3.根据权利要求2所述的核电用立式蜗壳式单级离心泵，其特征在于：所述泵体内部设置有叶轮和导叶，导叶上方设有导叶盖板；叶轮的叶片为双曲率结构，叶轮上下设置有口环，叶轮的下口环为加长型结构；叶轮外设有所述导叶，导叶与导叶盖板共同形成用于导流的流道；导叶上设有导轴承，导轴承内壁开设有均匀布置的蜂窝状的小孔。
4.根据权利要求3所述的核电用立式蜗壳式单级离心泵，其特征在于：所述泵体上方设有泵盖，泵盖上方设有轴承部件，轴承部件内设有泵轴，泵轴和泵盖的轴孔之间还设有用于密封的机械密封、节流衬套。
5.根据权利要求1所述的核电用立式蜗壳式单级离心泵，其特征在于：所述电机通过一电机座固定于泵体上方，该电机包括一电机轴，电机轴和泵轴通过膜片联轴器连接。
6.根据权利要求1所述的核电用立式蜗壳式单级离心泵，其特征在于：所述核电用立式蜗壳式单级离心泵还包括风冷机构，所述风冷机构包括风扇和泵端联轴器，风扇通过螺栓固定在泵端联轴器上，泵端联轴器通过键和螺钉固定于泵轴上，泵运转时泵轴转动带动风扇转动，冷却轴承。
7.根据权利要求1所述的核电用立式蜗壳式单级离心泵，其特征在于：所述核电用立式蜗壳式单级离心泵还包括水冷机构，所述水冷机构包括冷却水进口、冷却水出口以及冷却水流道，其中，冷却水流道开设于泵盖内，从泵盖的冷却水进口一侧延伸至轴孔，并延伸至泵盖另一侧的冷却水出口。
8.根据权利要求4所述的核电用立式蜗壳式单级离心泵，其特征在于：所述节流衬套具体为迷宫式结构；所述导轴承具体为蜂窝状设计；所述导叶采用斜剖分式设计。
9.根据权利要求4所述的核电用立式蜗壳式单级离心泵，其特征在于：所述泵轴上设有一对角接触球轴承，这一对角接触球轴承为面对面布置。
10.根据权利要求9所述的核电用立式蜗壳式单级离心泵，其特征在于：所述电机、泵盖、导叶、叶轮、轴、轴承部件和机械密封为一整体结构，所述整体结构整体地安装于所述泵体上。
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