CN201763613U - 高压自平衡卧式多级离心泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压自平衡卧式多级离心泵，它主要由承压外壳体、过流部件和转子部件构成，转子部件由转轴和安装在转轴上的叶轮组成，过流部件位于承压外壳体内，所述转轴从过流部件和承压外壳体中穿出。过流部件由内壳体和位于内壳体内的导流段组成，叶轮位于导流段内并左右对称布置于转轴上；所述导流段由中段和导叶组成，导叶和中段将过流部件的流道完全敞开。本实用新型便于维修、抗热冲击、轴承无预润滑启动、能输送含颗粒介质的高压自平衡卧式多级离心泵，特别适合于核电上充泵。

Description

高压自平衡卧式多级离心泵

技术领域

本实用新型涉及一种高压自平衡卧式多级离心泵，用作压水堆核电站上充泵，还可以用于钢厂高压水除鳞、油田高压注水及原油外输等，属于离心泵技术领域。

背景技术

目前，高压多级离心泵结构形式主要有节段式单壳体、轴向剖分式单壳体、内壳为节段式双壳体和内壳为轴向剖分双壳体几大类，自平衡泵也有这几类。

节段式单壳体高压多级离心泵其多级叶轮同向顺序布置，运行时产生的轴向力巨大，该力由平衡盘机构平衡。当泵工况变化时，轴向力平衡机构因其按额定工况设计计算其平衡灵敏度，当偏离工况运行或输送高温、固体颗粒介质时，平衡机构灵敏性差而发生失效，平衡机构咬死而断轴。泵运行中，壳体抗管路外力干扰力差，泵运行可靠性差，泵维修必须整泵解体，工作量大，维修成本高。

轴向剖分式单壳体多级离心泵可以具有对称布置叶轮的转子部件，该类泵壳体为涡壳式且轴向剖分，其内流道十分复杂，壳体铸造工艺性差。要拓展该泵性能范围时，必须另制壳体模型，使得生产成本增高，变更困难，每一规格泵适用范围受到限制。

内壳体节段式双壳体泵具有双壳体泵，壳体抗管路外力干扰力强，但维修时具有节段单壳体泵的缺点。

内壳体轴向剖分双壳体泵具有了双壳体和轴向剖分壳体的优点，但也具有轴向剖分泵性能拓展困难的弱点。

特别是核电上充泵，由于其特殊的使用环境决定了特殊的使用要求，如需要同时满足三个主要工况运行参数及能在超小流量点运行要求，上充泵水力性能陡降，最大运行流量是设计点1.6～1.8倍，最高运行扬程是设计点的1.6～1.8倍；同时要求上充泵具有抗热冲击的能力、轴承能无预润滑启动、能输送含颗粒介质，满足对泵轴封的高可靠性、长寿命和几乎无泄漏的特殊要求。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是提供一种便于维修、抗热冲击、轴承无预润滑启动、能输送含颗粒介质的高压自平衡卧式多级离心泵，特别适合于核电上充泵。

本实用新型的技术方案是这样实现的：高压自平衡卧式多级离心泵，它主要由承压外壳体、过流部件和转子部件构成，转子部件由转轴和安装在转轴上的叶轮组成，过流部件位于承压外壳体内，所述转轴从过流部件和承压外壳体中穿出，其特征在于：所述过流部件由内壳体和位于内壳体内的导流段组成，叶轮位于导流段内并左右对称布置于转轴上；所述导流段由中段和导叶组成，导叶和中段将过流部件的流道完全敞开。

进一步地，所述叶轮由比转速不同的首级叶轮、前次级叶轮和后次级叶轮组成，首级叶轮、前次级叶轮和后次级叶轮通过键固定在转轴上。

在叶轮上设有叶轮密封环，所述叶轮密封环上设有螺旋槽，叶轮密封部位设有对应的螺旋槽。

所述转轴两端设有轴承部件，其中一端的轴承部件主要由轴承端盖、推力轴承、上轴承体、上轴瓦、下轴瓦和下轴承体组成，推力轴承位于上轴承体和下轴承体组成的轴承空腔内，推力轴承、上轴瓦和下轴瓦内壁均设有存油槽，回油口高于存油槽。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1.导流段将内壳体内流道敞开，使铸造流道表面达到较高的光洁度，减少过流介质中辐射剂量在泵壳体中的堆积度，便于核电上充泵维修。

2.采用不同设计工况叶轮组合，实现上充泵流量扬程曲线陡降，达到上充泵多工况运行对泵性能的要求，能使上充泵能在超小流量点运行。

3.转子部件上的叶轮对称布置，使各级叶轮所产生的轴向力相互抵消而达到自平衡，采用推力盘承担泵的残余轴向力和瞬时轴向力，泵转子部件的径向力采用滑动轴承支撑，使泵运行更平稳，噪音更低。

4.上充泵各级叶轮密封环和密封轴套采用螺旋密封反抽的原理实现泵腔内级间介质和轴封介质的有效密封，保证上充泵输送含颗粒介质时，介质中颗粒不会对间隙密封快速磨损和卡死，既有较长的寿命，又运行可靠。

5.在保证级间密封能力的同时，可以加大级间密封间隙，既保证上充泵在承受快速热冲击时，不会发生转子快速受热膨胀卡死而影响运行的现象，又保证上充泵在超极限流量运行发热时转子不会卡死，达到热冲击和极限小流量稳定运行的效果。

6.上充泵径向滑动轴承中间设置存油槽和提高止推轴承回油口，使泵经过初次运行后，上充泵轴承的动静结合部储存润滑油，达到上充泵的无预润滑启动。

附图说明

图1-本实用新型结构示意图。

图2-本实用新型转子部件结构示意图。

图3-本实用新型轴承部件结构示意图。

其中，1-外壳体；2-外壳盖；3-连接螺栓；4-进水管；5-出水管；6-转轴；7-叶轮；8-内壳体；9-导流段；10-叶轮密封环；11-首级叶轮；12-前次级叶轮；13-后次级叶轮；14-前轴承部件；15-后轴承部件；16-轴承端盖；17-推力轴承；18-上轴承体；19-上轴瓦；20-下轴瓦；21-下轴承体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

参见图1，从图上可以看出，本实用新型高压自平衡卧式多级离心泵，它主要由承压外壳体、过流部件和转子部件构成。承压外壳体为上充泵的第一层壳体，它由外壳体1、外壳盖2和连接螺栓3组成，进水管4及出水管5焊接于外壳体1上。由于外壳体1和外壳盖2均由锻件的毛坯经机加工而成，故能满足上充泵的强度和光洁度要求。转子部件由转轴6和安装在转轴上的叶轮7组成，过流部件位于承压外壳体内，所述转轴6从过流部件和承压外壳体中穿出。

过流部件由内壳体8和位于内壳体内的导流段9组成，叶轮7位于导流段9内。其中导流段又由中段和导叶组成，导叶和中段将上充泵的过流部件的流道完全敞开，使铸造流道表面通过机加工或打磨达到较高的光洁度。减少过流介质中辐射剂量在泵壳体中的堆积度，便于核电上充泵维修。同时将导流段装配在内壳体中，利用内壳体与导流段之间接触面的密封作用和导流段级间密封圈实现导流段间的介质密封。

叶轮7左右对称布置于转轴6上，使各级叶轮所产生的轴向力相互抵消而达到自平衡。在叶轮7上设有叶轮密封环10，叶轮的密封部位加工特殊螺旋槽，叶轮密封环上加工有螺旋槽，利用螺旋对颗粒的容忍度，保证上充泵输送含颗粒介质时，介质中颗粒不会对间隙密封快速磨损和卡死，既有较长的寿命，又运行可靠。同时在保证级间密封能力的同时，可以适当加大级间密封间隙，既保证上充泵在承受快速热冲击时，不会发生转子快速受热膨胀卡死而影响运行的现象，又保证上充泵在超极限流量运行发热时转子不会卡死，达到热冲击和极限小流量稳定运行的效果。

为了满足上充泵多工况运行对泵性能的要求，本实用新型叶轮7由比转速不同的首级叶轮11、前次级叶轮12和后次级叶轮13组成，首级叶轮11、前次级叶轮12和后次级叶轮13通过键固定在转轴6上，见图2。由于采用不同设计工况叶轮组合形式，在上充泵规定的功率下，能同时满足上充泵的三组不同流量、扬程的工况要求，实现上充泵流量扬程曲线陡降，达到上充泵多工况运行对泵性能的要求，既达到最大运行流量到设计流量1.6～1.8倍，最高运行扬程为额定工况扬程的1.6～1.8倍，又使上充泵能在超小流量点运行。

所述转轴6两端设有前轴承部件14和后轴承部件15，其中后轴承部件15主要由轴承端盖16、推力轴承17、上轴承体18、上轴瓦19、下轴瓦20和下轴承体21组成，推力轴承位于上轴承体和下轴承体组成的轴承空腔内。为了实现上充泵无预润滑启动，推力轴承17、上轴瓦19和下轴瓦20内壁均设有存油槽，同时使回油口高于存油槽，见图3。经过初次运行后，上充泵轴承的动静结合部就储存有润滑油，达到上充泵的无预润滑启动。

本实用新型外壳体与内壳体之间形成泵的出水压水室。外壳体与内壳体的高低压分界处，大端盖与外壳体高压密封处，采用金属包覆垫，内包巴氏合金粉；其金属的弹性好，可提高密封面的密封性能，而巴氏合金的热敏性极小，可减小泵在热冲击工况时的热应变。

本实用新型上充泵设置中间水润滑轴承，此轴承采用轴套中镶嵌石墨的结构形式，在运行过程中石墨的膨胀系数较小，可以很好的控制轴承的间隙。通过其中的高压介质对轴承有一定的润滑作用，由于水润滑轴承的间隙较小，其间的介质是不可压缩性的，故对上充泵的转子部件有支撑作用。同时提高转子部件的一界临界转速2.7倍左右。

本实用新型提供的上充泵结构形式为多层壳体、节段式、轴向力自平衡卧式多级离心泵，该泵将对称布置的叶轮转子部件与多层壳体的有机结合，采用多级非接触式螺旋密封和机械密封形成的组合轴封结构，从而使该泵在保持节段式多级泵性能参数调节范围宽的基础上，不需采用平衡盘或平衡鼓结构就能实现泵腔内巨大的轴向推力达到自动平衡，同时采用蜗壳泵方便维修的特点。并通过新型组合密封达到输送含辐射、高压含固体颗粒介质几乎无泄漏效果。

本泵除可用于核电站的上充泵和电动辅助给水泵外，还可以用于钢厂高压水除鳞、油田高压注水及原油外输等，同时在高压离心泵工况频繁变化、输送非洁净水和浊环水等场合也具有优势。

Claims (4)

1.高压自平衡卧式多级离心泵，它主要由承压外壳体(1)、过流部件和转子部件构成，转子部件由转轴(6)和安装在转轴上的叶轮(7)组成，过流部件位于承压外壳体内，所述转轴从过流部件和承压外壳体中穿出，其特征在于：所述过流部件由内壳体(8)和位于内壳体内的导流段(9)组成，叶轮(7)位于导流段(9)内并左右对称布置于转轴(6)上；所述导流段由中段和导叶组成，导叶和中段将过流部件的流道完全敞开。

2.根据权利要求1所述的高压自平衡卧式多级离心泵，其特征在于：所述叶轮(7)由比转速不同的首级叶轮(11)、前次级叶轮(12)和后次级叶轮(13)组成，首级叶轮(11)、前次级叶轮(12)和后次级叶轮(13)通过键固定在转轴(6)上。

3.根据权利要求1或2所述的高压自平衡卧式多级离心泵，其特征在于：在叶轮(7)上设有叶轮密封环(10)，所述叶轮密封环(10)上设有螺旋槽，叶轮密封部位设有对应的螺旋槽。

4.根据权利要求3所述的高压自平衡卧式多级离心泵，其特征在于：所述转轴两端设有轴承部件，其中一端的轴承部件主要由轴承端盖(16)、推力轴承(17)、上轴承体(18)、上轴瓦(19)、下轴瓦(20)和下轴承体(21)组成，推力轴承(17)位于上轴承体(18)和下轴承体(21)组成的轴承空腔内，推力轴承(17)、上轴瓦(19)和下轴瓦(20)内壁均设有存油槽，回油口高于存油槽。

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