CN203822681U - 一种cpr1000mw离心式上充泵的永磁轴承装置 - Google Patents
一种cpr1000mw离心式上充泵的永磁轴承装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种CPR1000MW离心式上充泵的永磁轴承装置。为解决普通轴承出现机械磨损的问题，在上充泵的前、后轴承体部件内分别装有永磁轴承装置，永磁轴承动环与轴无相对滑移，并通过密封衬套与锁紧螺母进行密封、定位。永磁轴承的永磁体材料为汝铁硼，采用多对磁环轴向叠加，并按照Halbach永磁阵列排布；两端的磁轴承可以承载整个轴上的径向力，实现主轴处于比较稳定的磁悬浮状态。本实用新型可以简化上充泵的结构，保持主轴的旋转精度，能耗低、无需润滑并且运行噪声小，提高了上充泵的效率及运行可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种多级泵的永磁轴承装置，特别涉及一种CPR1000MW离心式上充泵的永磁轴承装置。
背景技术
CPR1000MW离心式上充泵是一种卧式、双壳体、筒状多级离心泵，是核岛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。CPR1000MW离心式上充泵的主要功能：(1)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；(2)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；(3)在事故工况下，上充泵还作为高压安全注水泵使用，向反应堆冷却剂系统提供含硼水，以维持压力、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。
一般的上充泵的叶轮、主轴、泵壳之间通过轴承来支承轴及其转动零件，由于普通轴承在泵运转时，需要外接管路进行润滑冷却，使上充泵结构变得复杂，且在运行中普通轴承不可避免出现磨损，不能保持轴的旋转精度，影响上充泵的运行稳定性及寿命。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种CPR1000MW离心式上充泵的永磁轴承装置，本装置可以克服CPR1000MW离心式上充泵轴承的机械磨损，具有能耗低、高精度、高速、无需润滑、噪声小、寿命长的特点，保证了上充泵在核岛一回路的可靠运行。
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在主轴上，前六级叶轮的进水口指向上充泵的电机驱动端。主轴穿过外壳体前盖和外壳体后盖，在主轴两端和外壳体前、后盖接触的部位分别装有水润滑轴承和机械密封部件；水润滑轴承内圈与主轴采取过盈配合，水润滑轴承外圈与外壳体之间留有单边0.15mm的间隙，其主要作用是防止主轴晃动造成磁轴承内外磁环的碰撞；水润滑轴承通过泵内的泄漏水，实现轴承的冷却润滑，机械密封部件通过外接冷却水管路进行冷却润滑；前、后轴承体部件分别通过螺栓与外壳体前、后盖连接，并通过定位销加以固定；前、后轴承体部件均由上下两个内部为半圆柱部件构成，前、后永磁轴承动磁环安装在主轴上，动磁环与主轴无相对滑移，前永磁轴承动磁环通过两端的密封衬套实现动磁环的定位及密封，后永磁轴承动磁环一端装有密封衬套，另一端装有锁紧螺母，从而实现对动磁环的定位；在后轴承体部件上还装有推力盘，用以平衡轴向力，防止主轴窜动量过大，影响磁轴承的承载能力，通过向注油孔注入润滑油实现推力盘的冷却润滑，润滑油经出油孔流出；永磁轴承定磁环与永磁轴承动磁环单边工作气隙为0.5mm～1.5mm；永磁体材料为汝铁硼，采用多对磁环轴向叠加，并按照Halbach永磁阵列排布，以保障磁轴承可以承载较大的径向力，防止发生碰撞摩擦故障；两端的磁轴承可以承载整个轴上的径向力，实现主轴处于比较稳定的磁悬浮状态。
通过以上技术方案就可以解决CPR1000MW离心式上充泵轴承机械磨损的问题，本实用新型的有益效果是：简化上充泵的结构，保持主轴的旋转精度，能耗低、无需润滑并且运行噪声小，提高了泵的效率及运行可靠性。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的结构示意图；
图2为本实用新型前轴承部件结构放大示意图；
图3为本实用新型后轴承部件结构放大示意图；
图4为本实用新型一个实施例的磁力支撑部分结构示意图；
图5为本实用新型一个实施例的永磁体阵列布置图；
图1-5中：1.主轴，2.前轴承部件，3.密封衬套，4.前永磁轴承动磁环，5.前永磁轴承定磁环，6、11.机械密封部件，7、10.水润滑轴承，8.外壳体前盖，9.外壳体后盖，12.后永磁轴承定磁环，13.后轴承体部件，14.后永磁轴承动磁环，15.出油孔，16.推力盘，17.注油孔，18.锁紧螺母，19.工作气隙，20.Halbach永磁阵列。
具体实施方式
图1～5共同确定了本实施例的CPR1000MW离心式上充泵的永磁轴承装置结构形式，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在主轴（1）上，前六级叶轮的进水口指向上充泵的电机驱动端。主轴（1）穿过外壳体前盖（8）和外壳体后盖（9），在主轴（1）两端与外壳体前、后盖（8）（9）接触的部位分别装有水润滑轴承（7）（10）和机械密封部件（6）（11）；水润滑轴承（7）（10）内圈与主轴（1）采取过盈配合，水润滑轴承外圈与外壳体之间留有单边0.15mm的间隙，其主要作用是防止主轴晃动造成磁轴承内外磁环的碰撞；水润滑轴承（7）（10）通过泵内的泄漏水，实现轴承的冷却润滑，机械密封部件（6）（11）通过外接冷却水管路进行冷却润滑；前、后轴承体部件（2）（13）分别通过螺栓与外壳体前、后盖（8）（9）连接，并通过定位销加以固定；前、后轴承体部件（2）（13）均由上下两个内部为半圆柱部件构成，前、后永磁轴承动磁环（4）（14）安装在主轴上，动磁环与主轴无相对滑移，前永磁轴承动磁环（4）通过两端的密封衬套（3）实现动磁环的定位及密封，后永磁轴承动磁环（14）一端装有密封衬套（3），另一端装有锁紧螺母（18），从而实现对动磁环的定位；在后轴承体部件（13）上还装有推力盘（16），用以平衡轴向力，防止主轴窜动量过大，影响磁轴承的径向力承载能力，通过向注油孔（17）注入润滑油实现推力盘（16）的冷却润滑，润滑油经出油孔（15）流出；永磁轴承定磁环与永磁轴承动磁环单边工作气隙（19）为0.5mm～1.5mm；永磁体材料为汝铁硼，采用多对磁环轴向叠加，并按照Halbach永磁阵列（20）排布，以保障磁轴承可以承载较大的径向力，防止发生碰撞摩擦故障；两端的磁轴承可以承载整个轴上的径向力，使主轴（1）处于比较稳定的磁悬浮状态。
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 (3)
1.一种CPR1000MW离心式上充泵的永磁轴承装置，安装在前、后轴承体部件内，其特征在于：所述前、后永磁轴承动磁环（4）（14）安装在主轴上，动磁环与主轴无相对滑移；所述永磁轴承定磁环与永磁轴承动磁环单边工作气隙（19）为0.5mm～1.5mm；所述永磁轴承的永磁体材料为汝铁硼，采用多对磁环轴向叠加，并按照Halbach永磁阵列（20）排布。
2.如权利要求1所述的一种CPR1000MW离心式上充泵的永磁轴承装置，其特征在于：在后轴承体部件（13）上还装有推力盘（16），保证磁轴承的径向力承载能力。
3.如权利要求1所述的一种CPR1000MW离心式上充泵的永磁轴承装置，其特征在于：水润滑轴承安装在主轴（1）两端与外壳体前、后盖（8）（9）接触的部位，水润滑轴承（7）（10）内圈与主轴（1）采取过盈配合，水润滑轴承外圈与外壳体之间留有单边0.15mm的间隙。
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