CN203685693U - 一种带扩压尾锥的控制棒驱动机构冷却风机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种带扩压尾锥的控制棒驱动机构冷却风机，包括支座，风机本体，出风口锥管及风阀，其中所述风机本体包括风筒，所述风筒下端设有进风口，所述风筒内部依次设有动叶，轮毂，导叶，内机匣及驱动风机，所述驱动风机安装在所述内机匣内，所述风筒与所述内机匣构成环形通道的出风口，所述出风口端部安装有扩压尾锥，所述扩压尾锥截面呈梯形，且单边扩散角为5~20°。本实用新型所揭示的一种带扩压尾锥的控制棒驱动机构冷却风机，具有结构简单新颖，能够减小风机扩压过程中压力损失，提高压力裕量，从而提高风机的安全可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种冷却风机，具体涉及一种带扩压尾锥的控制棒驱动机构冷却风机。
背景技术
控制棒驱动机构冷却风机是一种用于第三代核电机组一体化堆顶组件控制棒驱动机构通风冷却系统，其作用是为控制棒驱动机构提供强迫冷却空气，以维持控制棒驱动机构线圈组件正常工作所需的温度，且不超过限定值，该风机的性能直接影响反应堆驱动机构的安全性与可靠性。
控制棒驱动机构冷却风机为立式轴流风机，要求压力高、尺寸小，且需有较高的压力裕量，以提高全可靠性，故均具有大轮毂比（轮毂直径与叶轮直径的比值）的结构特征，目前已知工程堆顶风机轮毂比一般为0.7左右,因此控制棒驱动机构冷却风机具有高排气速度、高动压的气动特征。
如图3所示，常规的控制棒驱动机构冷却风机无扩压尾锥，包括支座61，风筒62，所述风筒62底端设有进风口63，所述风筒62内部从下至上依次设有动叶64，轮毂65，导叶66，内机匣67，驱动电机68，所述出风口63连接出风口锥管69，所述出风口锥管68的出风口安装有风阀70。气体经旋转叶轮的动叶做功后，流入后导叶扩压，而后通过风筒与内机匣构成的环形通道出风口突扩向上排入锥管，再排入堆内大气。
经对图3中常规控制棒驱动机构冷却风机出风口进行数值模拟，在设计流量下常规风机环形出风口轴向排气速度通常在45m/s左右，其动能大于1200Pa，高速进入锥管，流通截面突扩增大，在环形出风口后存在很大涡流，其阻力系数达27%，压力损失超过300Pa。
因此，现有常规控制棒驱动机构冷却风机存在问题是：风机装置效率低，资料表明现有工程控制棒驱动机构冷却风机根据AMCA210-99测试，在设计工况点风机效率低于50%，在最高效率点也只有65%左右；由于出风口压力损失较大，降低了运行压力裕量，导致安全可靠性降低。
此外，控制棒驱动机构冷却风机要求在设计角度下有足够高的压力裕量，以远离风机喘振区和不稳定运行区，由于环形出风口较大的突扩压力损失，使风机向系统能提供的有效压力降低，最高可运行压力也相应降低，从而运行压力裕量降低，安全可靠性下降。
实用新型内容
实用新型目的：为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种能够减小风机扩压过程中压力损失，提高压力裕量，从而提高安全可靠性的带扩压尾锥的控制棒驱动机构冷却风机。
本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，一种带扩压尾锥的控制棒驱动机构冷却风机，包括支座，风机本体，出风口锥管及风阀，其中所述风机本体包括风筒，所述风筒下端设有进风口，所述风筒内部依次设有动叶，轮毂，导叶，内机匣及驱动风机，所述驱动风机安装在所述内机匣内，所述风筒与所述内机匣构成环形通道的出风口，所述出风口端部安装有扩压尾锥，所述扩压尾锥截面呈梯形，且单边扩散角为5~20°。
所述扩压尾锥的单边扩散角优选15°。
所述出风口锥管呈倒锥形，且单边扩散角为5~20°。
所述出风口锥管上端内径为1100mm。
所述动叶的叶尖对应风筒部位设有防喘振环，所述防喘振环内设有复数导流片。
所述导叶为机翼型。
由于采用了上述技术方案，本实用新型所揭示的一种带扩压尾锥的控制棒驱动机构冷却风机，在出风口设置扩压尾锥，且扩压尾锥的半径沿气流排出方向逐渐减小，从而大幅度的降低环形通道出风口高速气流在出风口锥管扩压过程中的涡流阻力，进而减小扩压过程中的内部压力损失，使得风机运行压力提高，进而提高了风机运行的压力裕量及安全可靠性，同时本实用新型结构简单新颖，安装方便，扩压尾锥设于风机内部，不影响风机的外形尺寸。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的局部放大图；
图3为现有控制棒驱动机构冷却风机的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
如图1所示，本实用新型所揭示的一种带扩压尾锥的控制棒驱动机构冷却风机，其为立式竖直向上排气结构，具体包括风机本体，所述风机本体通过减振支座0固定在基础上，所述风机本体包括风筒1，所述风筒1两端分别设有进风口2和出风口3，所述风筒内部从下至上依次设有动叶4，轮毂5，导叶6，内机匣7，驱动电机8及扩压尾锥9，所述出风口3连接出风口锥管10，所述出风口锥管10的出风口安装有风阀11。
具体说来，所述风筒1与所述内机匣7形成环形通道向所述出风口锥管10排气，所述内机匣7上端装有扩压尾锥9，所述驱动电机8内置于所述内机匣7内，所述扩压尾锥9包覆在所述驱动电机8外侧，所述扩压尾锥9截面呈梯形结构，且单边扩散角α为5~20°，最佳单边扩散角α为15°，所述扩压尾锥9的半径沿气流方向逐渐减小，使得通流面积逐渐增大，故而降低排气速度及动压值，增高了空气静压值。
所述风筒1为圆柱形结构，其上端连接出风口锥管10，所述出风口锥管10的单边扩散角β为5~20°，所述出风口锥管10的锥管出风口内径为1100mm。
所述风阀11设置在所述出风口锥管10的出风口，当风机停止运行时，防止了外部气流倒灌入风机内，其内径尺寸与所述出风口锥管的出风口内径相同。
如图2所示，所述动叶4的叶尖前端所对应的风筒部位设有防喘振环12，所述防喘振环12外部为环形槽13，所述环形槽13内沿圆周方向均匀设有复数导流片14，所述导流片14内侧设有导流环15，所述导流环15内径与所述风筒1下部102内径相同，当系统阻力增大时，动叶4入口气流攻角增大，使得动叶4吸力面气流严重分离，并在动叶4前缘形成涡流，涡流在离心力作用下进入防喘振环12，由于外形槽13的阻隔，气流只能进入导流片14和导流环15组成的分隔通道内，涡流气团经分隔、整流后返回到主气流中，使得涡流的进一步发展被抑制，从而消除了喘振区，同时动叶4前后气流不再剧烈振荡，避免了动叶4承受较大的交变气动力，提高动叶4的安全可靠性。
所述导叶6为机翼型结构，有效回收所述动叶4出气气流旋绕速度动能，改善风机性能，提高安全可靠性。
本实用新型所揭示的一种带扩压尾锥的控制棒驱动机构冷却风机，其工作原理为：气体从进风口2吸入，经过旋转的动叶4做工后，流入导叶进行扩压，而后经风筒1与内机匣7形成的环形通道的出风口3排气，气体通过出风口锥管10排出。
本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种带扩压尾锥的控制棒驱动机构冷却风机，包括支座，风机本体，出风口锥管及风阀，其中所述风机本体包括风筒，所述风筒下端设有进风口，所述风筒内部依次设有动叶，轮毂，导叶，内机匣及驱动风机，所述驱动风机安装在所述内机匣内，其特征在于：所述风筒与所述内机匣构成环形通道的出风口，所述出风口端部安装有扩压尾锥，所述扩压尾锥截面呈梯形，且单边扩散角为5~20°。
2. 根据权利要求1所述的带扩压尾锥的控制棒驱动机构冷却风机，其特征在于：所述扩压尾锥的单边扩散角优选15°。
3.根据权利要求1所述的带扩压尾锥的控制棒驱动机构冷却风机，其特征在于：所述出风口锥管呈倒锥形，且单边扩散角为5~20°。
4.根据权利要求1或3所述的带扩压尾锥的控制棒驱动机构冷却风机，其特征在于：所述出风口锥管上端内径为1100mm。
5. 根据权利要求1所述的带扩压尾锥的控制棒驱动机构冷却风机，其特征在于：所述动叶的叶尖对应风筒部位设有防喘振环，所述防喘振环内设有复数导流片。
6. 根据权利要求1所述的带扩压尾锥的控制棒驱动机构冷却风机，其特征在于：所述导叶为机翼型。
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