CN201944013U - 一种核电站用乏燃料水池冷却泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种维修方便、抗震性好的核电站用乏燃料水池冷却泵，为单级单吸的悬臂卧式，它包括一泵体、一具有机械密封室的泵盖、一泵轴、一叶轮、一叶轮螺母、一轴套、一轴承体、一圆柱滚子轴承、一对角接触球轴承；轴封组件包括轴承油封装置和机械密封装置。泵体为径向剖分式的双蜗壳结构，该泵体的吸入口与吐出口垂直设置；泵盖连接在泵体的前端和轴承体的末端之间，并且泵盖与轴承体之间设有预联接螺钉；叶轮通过内腔设有钢丝螺套的叶轮螺母连接；圆柱滚子轴承设在所述泵轴的非驱动端上；一对角接触球轴承背靠背地设在所述泵轴的驱动端上；轴承油封装置有两套并均为迷宫式密封装置；机械密封装置为集装式机械密封设置。

Description

一种核电站用乏燃料水池冷却泵

技术领域

本实用新型涉及一种泵，具体涉及一种核电站用乏燃料水池冷却泵。

背景技术

乏燃料水池冷却泵在核电站中的主要功能如下：

1)泵与其所在回路中的热交换器、乏燃料水池组成冷却回路，并在回路中起输送料液的作用，服务于乏燃料水池；

2)泵与其所属回路中的其它设备组成冷却回路连续运行，带出乏燃料水池内乏燃料组件释放出的剩余热量，限制水池水温不高于50℃。

当前核电站用乏燃料水池冷却泵一般存在体积大、维修不方便、抗震性差等技术问题。由于受厂房安装位置及空间的限制，有时即使在安装之后检修起来也比较难。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种核电站用乏燃料水池冷却泵，它可有效解决体积大、维修不方便、抗震性差等技术问题。

实现上述目的的技术方案是：一种核电站用乏燃料水池冷却泵，为单级单吸的悬臂卧式，它包括定子组件、转子组件、轴承组件和轴封组件，所述定子组件包括一泵体、一具有机械密封室的泵盖及一泵体密封环；所述转子组件包括一泵轴、一叶轮、一叶轮螺母及一轴套；所述轴承组件包括一轴承体、轴承、一对轴承端盖及一轴承支架；所述轴封组件包括轴承油封装置和机械密封装置。其中：所述泵体为径向剖分式的双蜗壳结构，该泵体的吸入口与吐出口垂直设置；所述泵盖连接在所述泵体的前端和所述轴承体的后端之间，并且所述泵盖与所述轴承体之间设有预联接螺钉；所述叶轮通过所述叶轮螺母连接在所述泵轴的后端并位于所述泵体的内腔中，该叶轮螺母的内腔设有钢丝螺套；所述轴套套装在所述泵轴的前部，该轴套的前端外缘倒角；所述轴承体的中部和前端分别设有一轴承槽；所述轴承包括一设在所述泵轴的非驱动端上并位于所述轴承体的中部轴承槽中的圆柱滚子轴承及一对背靠背布置地设在所述泵轴的驱动端上并位于所述轴承体的前端轴承槽中的角接触球轴承；所述一对轴承端盖分别位于所述圆柱滚子轴承的内侧及所述角接触球轴承的外侧并分别固定在所述前端轴承槽的前端面上及所述中部轴承槽的后端面上；所述圆柱滚子轴承与所述轴承端盖之间及所述角接触球轴承与所述轴承端盖之间分别设置一挡油盘；所述轴承油封装置为迷宫式密封结构并由所述轴承端盖、所述挡油盘及O形密封圈构成；所述机械密封装置为集装式机械密封设置，它安装在所述泵轴上并位于所述泵盖的机械密封室中。

上述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其中，所述机械密封装置包括一机封轴套、一机封压盖、一静环、一动环座、一动环、若干弹簧及一固定座；所述机封轴套固定地套在所述泵轴上并且所述机封轴套的后部套在所述轴套的前部，该机封轴套的后端部外表面上径向延伸一凸环，该机封轴套的前部外表面上设有一环槽，在该环槽中卡装一组装板；所述机封压盖套在所述机封轴套上并固定在所述泵盖上，该机封压盖的前端面抵靠在所述组装板的后端面上；所述静环安装在所述机封压盖的内腔；所述动环座固定地套在所述机封轴套上抵靠在所述凸环的前端面上，该动环座的内腔呈后小前大的一级阶梯形圆柱面，并在台阶面上均布开设若干盲孔；所述动环安装在所述动环座的前部内腔中并可轴向移动地套在所述机封轴套上；所述若干弹簧一一放置在所述动环座的盲孔中，该若干弹簧的前端连接在所述动环的后端面上，以使所述动环的前端面与所述静环的后端面贴合；所述固定座套在所述机封轴套的前部并通过螺栓将固定座、所述机封轴套和所述泵轴固定在一起。

上述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其中，所述静环的外表面和所述机封压盖的内表面之间、所述机封轴套的内表面和所述泵轴的外表面之间、所述机封压盖的后端面和所述泵盖的前端面之间分别设有一O形密封圈。

上述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其中，所述机封压盖上设有一引漏孔。

上述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其中，所述挡油盘包括套筒及在该套筒的内侧段的外表面上径向延伸的挡盘，该挡盘的边缘向外侧以与其轴线的夹角为14°～16°的方式弯折一边罩，所述挡油盘固定在所述泵轴上并靠近所述轴承；所述轴承端盖包括外盖及在该外盖的内缘端面上向着轴承侧轴向延伸的内环，该内环的自由端径向延伸一凸缘，所述轴承端盖的内腔面上设有若干迷宫式密封槽，所述轴承端盖的内环套在所述挡油盘的套筒上，以使所述迷宫式密封槽对着所述挡油盘的套筒；所述O形密封圈设在所述挡油盘的套筒内表面与所述泵轴之间；所述轴承端盖的内径与所述挡油盘上的套筒外径为间隙配合；所述轴承端盖上的凸缘与所述挡油盘上的边罩为间隙配合，以使所述挡油盘上的边罩套在轴承端盖的凸缘外。

上述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其中，所述轴承端盖的内径与所述挡油盘上的套筒外径之间的间隙为0.204～0.296mm；所述轴承端盖上的凸缘的后端面与所述挡油盘上的挡盘的前端面之间的间隙为1～1.5mm。

上述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其中，所述轴承端盖上的凸缘的外表面为一圆锥面，所述挡油盘上的边罩的内表面为与该凸缘的外表面的锥度适配的圆锥面。

上述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其中，所述挡油盘和所述一对角接触球轴承之间还可设有锁紧螺母和垫圈。

上述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其中，所述泵盖上开设一连通到所述泵盖的机械密封室的冲洗孔。

上述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其中，所述轴承体的外表面上均布设有若干散热筋板。

本实用新型的核电站用乏燃料水池冷却泵的技术方案，泵体采用径向剖分式的双蜗壳结构，可有效平衡泵在运转时产生的径向力，使泵工作更稳定安全，同时有效减小了泵组体积；机械密封采用集装式机械密封，能可靠防止介质外泄，拆装方便，减少了维修工作量；轴承部分采用稀油自润滑，无强制润滑系统，保证泵在预润滑快速启动；轴封冲洗采用在泵盖上直接开设冲洗孔的方式进行冲洗，简化了冲洗管路；轴承体上设置有散热筋板，增加了轴承体与空气的热交换面积，提高了轴承体的强度和刚性，确保泵在运行中的机械性能；泵盖与轴承体间设有预联接螺钉，可有效减小安装误差，同时也方便泵组的安装与拆卸；在叶轮螺母内加设有钢丝螺套，能有效防止泵在反转情况下叶轮螺母松动，保证了泵组运行的可靠性和安全性；泵联轴器采用金属挠性膜片式联轴器，利用膜片的挠性能有效补偿泵轴与电机轴间的相对位移，且具有缓冲减震功能，保证了泵的安全可靠运行。本实用新型与已有技术相对照，其效果是积极和明显的，可有效解决体积大、维修不方便、抗震性差等技术问题。

附图说明

图1为本实用新型的核电站用乏燃料水池冷却泵的结构示意图；

图2为本实用新型的冷却泵中轴承油封装置的结构示意图；

图3为本实用新型的轴承油封装置中的挡油盘的结构示意图；

图4为本实用新型的轴承油封装置中的轴承端盖的结构示意图；

图5为本实用新型的冷却泵中机械密封装置的结构示意图；

图6为图5的K向视图。

具体实施方式

为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明：

请参阅图1，本实用新型的核电站用乏燃料水池冷却泵，为单级单吸的悬臂卧式，它包括定子组件、转子组件、轴承组件和轴封组件。定子组件包括一泵体1、一具有机械密封室的泵盖4及一泵体密封环2；转子组件包括一泵轴9、一叶轮3、一叶轮螺母30及一轴套10；轴承组件包括一轴承体15、轴承、一对轴承端盖8及一轴承支架16；轴封组件包括轴承油封装置7和机械密封装置5。其中：

泵体1为径向剖分式的双蜗壳结构，该泵体1的吸入口与吐出口垂直；泵体1中设置有中间分隔板；

泵盖4连接在泵体1的前端和轴承体15的末端之间，并且泵盖4与轴承体15之间设有预联接螺钉18，可有效减小安装误差，同时也方便泵组的安装与拆卸；

叶轮3通过叶轮螺母30连接在泵轴9的后端并位于泵体1的内腔中，该叶轮螺母30的内腔设有钢丝螺套，能有效防止泵在反转情况下叶轮螺母30松动，保证了泵组运行的可靠性和安全性；

轴套10套装在泵轴9的后部，该轴套10的前端外缘倒角；

轴承体15的中部和前端分别设有一轴承槽；

轴承包括一圆柱滚子轴承11及一对角接触球轴承12；圆柱滚子轴承11设在泵轴9的非驱动端上并安装在轴承体15的中部轴承槽中，一对角接触球轴承12背靠背布置地设在泵轴9的驱动端上并安装在轴承体15的前端轴承槽中；

一对轴承端盖8分别位于圆柱滚子轴承11的内侧及角接触球轴承12的外侧并分别固定在前端轴承槽的前端面上及中部轴承槽的后端面上；

圆柱滚子轴承11与所述轴承端盖8之间及角接触球轴承12与轴承端盖8之间分别设置一挡油盘70；

轴承油封装置7为迷宫式密封结构并由挡油盘70、轴承端盖8及O形密封圈6构成(见图2至图4)，其中：

挡油盘70包括套筒71及在该套筒71的内侧段外周面上径向延伸的挡盘72，该挡盘72的边缘向外侧以与其轴线的夹角α为14°～16°的方式弯折一边罩73，挡油盘70通过紧定螺钉固定在泵轴9上并靠近一圆柱滚子轴承11和一对角接触球轴承12；

O形密封圈6设置在挡油盘70的套筒71内表面与泵轴9之间；

轴承端盖8包括外盖81及在该外盖81的内缘端面上向着轴承侧轴向延伸的内环82，该内环82的自由端径向延伸一凸缘83，轴承端盖8的内腔面上设有两道迷宫式密封槽84；轴承端盖8的内环82套在挡油盘70的套筒71外，以使迷宫式密封槽84对着挡油盘70的套筒71；

轴承端盖8的内径与挡油盘70上的套筒71外径为间隙配合，它们之间的间隙δ为0.204～0.296mm；

轴承端盖8上的凸缘83与挡油盘70上的边罩73为间隙配合，以使挡油盘70上的边罩73套在轴承端盖8的凸缘83外；轴承端盖8上的凸缘83的后端面与挡油盘70上的挡盘72的前端面之间的间隙L为1～1.5mm；

轴承端盖8上的凸缘83的外表面为一圆锥面，挡油盘70上的边罩73的内表面为与该凸缘83的外表面的锥度适配的圆锥面；

挡油盘70和一对角接触球轴承12之间还可设有锁紧螺母13和垫圈14。

在泵运转过程中产生的向心力，使轴承润滑油产生轴向流动时，由于挡油盘70的内腔面与泵轴9之间设有O形密封圈6，因此润滑油不能从挡油盘70与泵轴9之间的缝隙处渗漏，并首先受到挡油盘70的挡盘72的阻挡，在挡盘72的离心力的作用下，迫使润滑油改变原轴向流动的方向，很快被甩向挡盘72的四周，可将润滑油很好的保持在轴承体15与轴承端盖8间的空间内，再依靠油位高差及旋转作用使润滑油回到轴承的腔内并冷却，形成一道循环，可保证轴承润滑的稳定性及可靠性。一部分在挡盘72外侧的润滑油产生轴向流动而漏出轴承端盖8的趋势，经过轴承端盖8与挡油盘70形成的迷宫式曲折迂回间隙，由于多路多重阻挡、减压，泄漏量得到有效抑制，泄漏量极小，有效保证了轴承的正常使用。而外来的灰尘等杂物同样要经过通过轴承端盖8上的迷宫式密封槽84的多重阻挡，从而阻止了灰尘等杂物进入轴承端盖8的趋势。

机械密封装置5为集装式机械密封设置(见图5和图6)，它安装在泵轴9上并位于泵盖4的机械密封室中，能可靠防止介质外泄，拆装方便，减少了维修工作量。该机械密封装置5包括一机封轴套51、一机封压盖52、一静环53、一动环座54、一动环55、若干弹簧56及一固定座58。其中：

机封轴套51固定地套在泵轴9上，并且机封轴套51的后部套在轴套10的前部，该机封轴套51和轴套10之间设有O形密封圈90，该机封轴套51的后端部外表面上径向延伸一凸环511，该机封轴套51的前部外表面上设有一环槽，在该环槽中卡装一组装板57；机封压盖52套在机封轴套51上并通过螺柱41和螺母42固定在泵盖4上，机封压盖52的前端面抵靠在组装板57的后端面上；静环53安装在机封压盖52的内腔；动环座54通过紧顶螺钉60固定地套在机封轴套51上抵靠在凸环511的前端面上，该动环座54的内腔呈后小前大的一级阶梯形圆柱面，并在台阶面上均布开设若干盲孔；动环55安装在动环座54的前部内腔中并可轴向移动地套在机封轴套51上；若干弹簧56一一放置在动环座54的盲孔中，该若干弹簧56的前端连接在动环55的后端面上，以使动环55的前端面与静环53的后端面适度贴合；固定座58套在机封轴套51的前部并通过螺栓580将固定座58、机封轴套51和泵轴9固定在一起。

机封轴套51的中部内表面和泵轴9的外表面之间设有O形密封圈91，可以防止泵内的液体通过机封轴套51与泵轴9之间的间隙泄漏出去；

机封压盖52的后端面和泵盖4的前端面之间设有O形密封圈92，可以防止泵内的液体通过机封压盖52与泵盖4之间的间隙泄漏出去；

静环53的外表面和机封压盖52的内表面之间设有O形密封圈93，可以防止泵内的液体通过静环53与机封压盖52之间的间隙泄漏出去。

机械密封装置5的工作原理是：在泵运转过程中，在泵盖4的机械密封室和机封压盖52构成的腔内50会形成充满具有一定压力输送介质，由于动环55受压力的两端面面积不等，会形成朝向静环53方向的压紧力，使动、静环55、53之间形成的接触面适度贴合，如此使该接触面之间维持一层极薄的液体膜从而达到密封的目的。

机封压盖52上径向开设一引漏孔520(D)，若有泵内的液体微量泄漏时能通过该引漏孔520回收，保证机组运行的安全性和可靠性。机封压盖52上还径向开设有冲洗液入口FI、急冷液入口QI及急冷液出口D0。

泵盖4上开设一连通到泵盖4的机械密封室的冲洗孔40，可以直接对动、静环55、53之间形成的接触面进行冲洗。比用外接冲洗管路，具有结构简单、安全可靠等优点。

轴承体15的外表面上均布设有若干散热筋板17。增加了轴承体15与空气的热交换面积，提高了轴承体15强度和刚性，确保泵在运行中的机械性能。

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实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种核电站用乏燃料水池冷却泵，为单级单吸的悬臂卧式，它包括定子组件、转子组件、轴承组件和轴封组件，所述定子组件包括一泵体、一具有机械密封室的泵盖及一泵体密封环；所述转子组件包括一泵轴、一叶轮、一叶轮螺母及一轴套；所述轴承组件包括一轴承体、轴承、一对轴承端盖及一轴承支架；所述轴封组件包括轴承油封装置和机械密封装置，其特征在于，

所述泵体为径向剖分式的双蜗壳结构，该泵体的吸入口与吐出口垂直设置；

所述泵盖连接在所述泵体的前端和所述轴承体的后端之间，并且所述泵盖与所述轴承体之间设有预联接螺钉；

所述叶轮通过所述叶轮螺母连接在所述泵轴的后端并位于所述泵体的内腔中，该叶轮螺母的内腔设有钢丝螺套；

所述轴套套装在所述泵轴的前部，该轴套的前端外缘倒角；

所述轴承体的中部和前端分别设有一轴承槽；

所述轴承包括一设在所述泵轴的非驱动端上并位于所述轴承体的中部轴承槽中的圆柱滚子轴承及一对背靠背布置地设在所述泵轴的驱动端上并位于所述轴承体的前端轴承槽中的角接触球轴承；

所述一对轴承端盖分别位于所述圆柱滚子轴承的内侧及所述角接触球轴承的外侧并分别固定在所述前端轴承槽的前端面上及所述中部轴承槽的后端面上；

所述圆柱滚子轴承与所述轴承端盖之间及所述角接触球轴承与所述轴承端盖之间分别设置一挡油盘；

所述轴承油封装置为迷宫式密封结构并由所述轴承端盖、所述挡油盘及O形密封圈构成；

所述机械密封装置为集装式机械密封设置，它安装在所述泵轴上并位于所述泵盖的机械密封室中。

2.根据权利要求1所述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其特征在于，所述机械密封装置包括一机封轴套、一机封压盖、一静环、一动环座、一动环、若干弹簧及一固定座；所述机封轴套固定地套在所述泵轴上并且所述机封轴套的后部套在所述轴套的前部，该机封轴套的后端部外表面上径向延伸一凸环，该机封轴套的前部外表面上设有一环槽，在该环槽中卡装一组装板；所述机封压盖套在所述机封轴套上并固定在所述泵盖上，该机封压盖的前端面抵靠在所述组装板的后端面上；所述静环安装在所述机封压盖的内腔；所述动环座固定地套在所述机封轴套上抵靠在所述凸环的前端面上，该动环座的内腔呈后小前大的一级阶梯形圆柱面，并在台阶面上均布开设若干盲孔；所述动环安装在所述动环座的前部内腔中并可轴向移动地套在所述机封轴套上；所述若干弹簧一一放置在所述动环座的盲孔中，该若干弹簧的前端连接在所述动环的后端面上，以使所述动环的前端面与所述静环的后端面贴合；所述固定座套在所述机封轴套的前部并通过螺栓将固定座、所述机封轴套和所述泵轴固定在一起。

3.根据权利要求2所述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其特征在于，所述静环的外表面和所述机封压盖的内表面之间、所述机封轴套的内表面和所述泵轴的外表面之间、所述机封压盖的后端面和所述泵盖的前端面之间分别设有一O形密封圈。

4.根据权利要求2所述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其特征在于，所述机封压盖上设有一引漏孔。

5.根据权利要求1所述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其特征在于，所述挡油盘包括套筒及在该套筒的内侧段的外表面上径向延伸的挡盘，该挡盘的边缘向外侧以与其轴线的夹角为14°～16°的方式弯折一边罩，所述挡油盘固定在所述泵轴上并靠近所述轴承；

所述轴承端盖包括外盖及在该外盖的内缘端面上向着轴承侧轴向延伸的内环，该内环的自由端径向延伸一凸缘，所述轴承端盖的内腔面上设有若干迷宫式密封槽，所述轴承端盖的内环套在所述挡油盘的套筒上，以使所述迷宫式密封槽对着所述挡油盘的套筒；

所述O形密封圈设在所述挡油盘的套筒内表面与所述泵轴之间；

所述轴承端盖的内径与所述挡油盘上的套筒外径为间隙配合；

所述轴承端盖上的凸缘与所述挡油盘上的边罩为间隙配合，以使所述挡油盘上的边罩套在轴承端盖的凸缘外。

6.根据权利要求5所述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其特征在于，所述轴承端盖的内径与所述挡油盘上的套筒外径之间的间隙为0.204～0.296mm；所述轴承端盖上的凸缘的后端面与所述挡油盘上的挡盘的前端面之间的间隙为1～1.5mm。

7.根据权利要求5所述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其特征在于，所述轴承端盖上的凸缘的外表面为一圆锥面，所述挡油盘上的边罩的内表面为与该凸缘的外表面的锥度适配的圆锥面。

8.根据权利要求5所述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其特征在于，所述挡油盘和所述一对角接触球轴承之间还可设有锁紧螺母和垫圈。

9.根据权利要求1所述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其特征在于，所述泵盖上开设一连通到所述泵盖的机械密封室的冲洗孔。

10.根据权利要求1所述的核电站用乏燃料水池冷却泵，其特征在于，所述轴承体的外表面上均布设有若干散热筋板。

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