CN203822676U - 一种对称布置叶轮离心式上充泵的轴向力平衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种对称布置叶轮离心式上充泵的轴向力平衡装置，为解决对称布置叶轮的级间泄漏所引起的轴向力过大的问题，本实用新型在中间段导叶上装有轴向力平衡装置，所述轴向力平衡装置包括平衡孔、两个静环、弹簧、耐磨衬套、耐磨摩擦副、动环、冲洗孔。通过平衡孔来冷却润滑耐磨摩擦副和动环，利用冲洗孔润滑冷却动环外端面，利用槽型密封可以防止高压液体泄漏量过大，采用动环与耐磨摩擦副紧密接触的方式，把高压液体与低压液体分隔开来。本实用新型在实践中能够实现级间泄漏量为零，解决轴向力过大及轴发热的问题，实现轴向力平衡，提高泵的效率及运行可靠性。

Description

一种对称布置叶轮离心式上充泵的轴向力平衡装置

技术领域

本发明涉及一种多级离心式上充泵轴向力平衡装置，特别涉及一种对称布置叶轮离心式上充泵的轴向力平衡装置。

背景技术

离心式上充泵是一种卧式、双壳体、筒状多级离心泵，是一回路的化学和容积控制系统（RCV）的重要组成部分。上充泵具有流量小、扬程高、转速高等特点，对其性能要求很高，技术难度大。上充泵的主要功能：(1)在核电站正常运行、启动和停堆工况下，向反应堆冷却剂系统提供带有硼酸溶液的上充水，稳定回路系统压力并控制稳压器水位的波动；(2)向3台主泵提供一定流量的机械密封冷却水，保证主泵机械密封正常工作，阻止主泵内有辐射的一回路水外泄；(3)在事故工况下，向反应堆冷却剂系统提供含硼水，以维持压力；（4）当事故工况时，上充泵还作为高压安全注水泵使用，将反应堆换料水箱中的高浓度硼酸水注入一回路，以控制反应性，当出现换料水箱低水位时，安注自动转入再循环阶段。

由于上充泵在核岛一回路内功能复杂，要求的工作性能点多，流量范围跨度很大，加上泵的总压头很高，给上充泵设计上带来了很大的困难。通常认为对称布置叶轮离心式上充泵轴向力可以实现自动平衡，其实由于对称两侧末级叶轮间压差很大，级间泄漏增大，这样布置的叶轮旋转时会所产生很大的轴向力，过大的轴向力会造成轴承发热，对称布置的叶轮，只有在级间泄漏为零的条件下，才能平衡轴向力，因此需要发明一种新的对称布置叶轮离心式上充泵轴向力平衡装置，使其能平衡上充泵的轴向力。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种对称布置叶轮离心式上充泵的轴向力平衡装置，它可以实现无级间泄漏，平衡轴向力，避免了轴向力过大造成的轴发热的问题，保证泵的可靠运行。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：离心式上充泵的转子部件由十二级叶轮构成，所述十二级叶轮的前六级叶轮与七至十二级叶轮背对背对称布置，前六级叶轮的进水口指向上充泵的电机驱动端，在末级叶轮（或称第十二级叶轮）与第六级叶轮之间的中间段导叶上装有轴向力平衡装置。装置的两个对称的静环部件通过内六角螺栓与中间段导叶相连，在两个静环与导叶、静环与耐磨衬套的接触面上分别装有O型圈，用来保证液体不会通过两者间的间隙发生泄漏，在靠近末级叶轮端的静环上开有2～4个直径2.0～6.0mm的冲洗孔，用来润滑冷却动环外端面；静环与耐磨衬套之间带有若干弹簧，弹簧的弹力可以保证两个耐磨摩擦副与动环两侧的内端面紧密接触，通过两端摩擦副与动环紧密接触，把高压液体与低压液体分隔开来，实现级间零泄漏；耐磨衬套与叶轮轮毂之间存在0.8mm～1.6mm的间隙，在第六级叶轮与末级叶轮靠近吸入端的后盖板上均匀开有3～8个直径为2.5mm～6.0mm的平衡孔，直径取大值时，所对应的平衡孔的数量少，直径取小值时，对应平衡孔的数量多；平衡孔流出的水通过耐磨衬套与叶轮轮毂之间间隙分别到达两个耐磨摩擦副与动环之间的空腔，起到润滑冷却摩擦副的作用，耐磨摩擦副的表面呈蜂窝状，这样有利于水对摩擦副的润滑，可以防止摩擦副与动环端面摩擦过热，延长摩擦副的使用寿命；动环通过键与轴相连，动环外圆周表面开有槽型密封，可以防止高压液体泄漏量过大。

通过以上技术方案就可以解决上充泵轴向力过大及轴发热的问题，本实用新型的有益效果是，实现级间泄漏量为零，达到平衡轴向力，提高泵的效率及运行可靠性的目的。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的组装图；

图2为本实用新型一个实施例的结构示意图；

图1-2中：1.首级叶轮，2.第六级叶轮，3.末级叶轮（或称第十二级叶轮），4.中间段导叶，5、18.平衡孔，6、16.静环，7.冲洗孔，8、17.内六角螺栓，9、15.耐磨衬套，10、14.弹簧，11、13.耐磨摩擦副，12.动环。

具体实施方式

图1是本实用新型一个实施例的组装图（未画出全部导叶），对称布置叶轮的离心式上充泵的转子部件由十二级叶轮构成，所述十二级叶轮的前六级叶轮与七至十二级叶轮背对背对称布置，前六级叶轮的进水口指向上充泵的电机驱动端，这种背靠背布置的叶轮由于存在级间泄漏，轴向力并没有完全平衡，因此还需在末级叶轮（或称第十二级叶轮）（3）与第六级叶轮（2）之间的中间段导叶（4）上装有轴向力平衡装置。

图2为本实用新型一个实施例的结构示意图，从图中可以看出，轴向力平衡装置的两个对称的静环（6）、（16）部件通过内六角螺栓（8）、（17）与中间段导叶（4）相连，在两个静环（6）、（16）与导叶（4）、静环（6）、（16）与耐磨衬套（9）、（15）的接触面上分别装有O型圈，用来保证液体不会通过两者间的间隙发生泄漏，在靠近末级叶轮端的静环（6）上开有2～4个直径2.0～6.0mm的冲洗孔（7），用来润滑冷却动环（12）外端面；静环（6）、（16）与耐磨衬套（9）、（15）之间带有若干弹簧（10）、（14），弹簧的弹力可以保证两个耐磨摩擦副（11）、（13）与动环（12）两侧的内端面紧密接触，通过耐磨摩擦副（11）、（13）与动环（12）紧密接触，把高压液体与低压液体分隔开来，实现级间零泄漏；耐磨衬套（9）、（15）与叶轮轮毂之间存在0.8mm～1.6mm的间隙，第六级叶轮（2）与末级叶轮（3）靠近吸入端的后盖板上均匀开有3～8个直径为2.5mm～6.0mm的平衡孔（5）、（18），直径取大值时，所对应的平衡孔的数量少，直径取小值时，对应平衡孔的数量多；平衡孔（5）、（18）流出的水通过耐磨衬套（9）、（15）与叶轮轮毂之间间隙分别到达耐磨摩擦副（11）、（13）与动环（12）之间的空腔，起到润滑冷却耐磨摩擦副（11）、（13）的作用，耐磨摩擦副（11）、（13）的表面呈蜂窝状，这样有利于水对摩擦副的润滑，可以防止两个摩擦副与动环（12）内端面摩擦过热，延长摩擦副的使用寿命；动环（12）通过键与轴相连，动环（12）外圆周表面开有槽型密封，可以防止高压液体泄漏量过大。

本实用新型在实践中能够实现级间泄漏量为零，达到平衡轴向力，提高泵的效率及运行可靠性的目的。

以上，为本发明专利参照几个实施例做出的具体说明，但是本发明并不限于上述实施例，也包含本发明构思范围内的其他实施例或变形例。

Claims (5)

1.一种对称布置叶轮离心式上充泵的轴向力平衡装置，安装在末级叶轮与第六级叶轮之间的中间段导叶上，所述轴向力平衡装置包括平衡孔、两个静环、弹簧、耐磨衬套、耐磨摩擦副、动环、冲洗孔，其特征在于：所述两个静环部件通过内六角螺栓与中间段导叶相连，静环与导叶、静环与耐磨衬套的接触面上分别安装有O型圈，以防止液体通过两者之间的间隙发生泄漏，静环与耐磨衬套通过弹簧相连接，弹簧的弹力可以保证耐磨摩擦副与动环内端面紧密接触，把高压液体与低压液体分隔开来。

2.如权利要求1所述的一种对称布置叶轮离心式上充泵的轴向力平衡装置，其特征在于：耐磨衬套与叶轮轮毂之间存在0.8mm～1.6mm的间隙，第六级叶轮与末级叶轮靠近吸入端的后盖板上均匀开有3～8个直径为2.5mm～6.0mm的平衡孔，直径取大值时，所对应的平衡孔的数量少，直径取小值时，对应平衡孔的数量多。

3.如权利要求1所述的一种对称布置叶轮离心式上充泵的轴向力平衡装置，其特征在于：耐磨摩擦副表面呈蜂窝状。

4.如权利要求1所述的一种对称布置叶轮离心式上充泵的轴向力平衡装置，其特征在于：动环通过键与轴相连，动环外圆周表面开有槽型密封。

5.如权利要求1所述的一种对称布置叶轮离心式上充泵的轴向力平衡装置，其特征在于：在靠近末级叶轮端的静环上开有2～4个直径2.0～6.0mm的冲洗孔。