CN204532895U - 一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高压轴流风机，应用于各类高压轴流通风系统上，更具体说是一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机，属于轴流通风机的技术领域，包括按气流运动方向依次设置在壳体内的整流罩、叶轮、内筒组件；壳体由按气流运动方向依次设置的集流器、风机外筒、扩散筒组成；整流罩通过前进口导叶与集流器固定连接；内筒组件包括安装在筒体内的电动机，叶轮安装在电动机的输出轴上，筒体的外壁通过导叶与风机外筒固定连接。本实用新型一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机，具有高效、节能、低噪声、高稳定性等特点。

Description

一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机

技术领域

    本实用新型涉及一种高压轴流风机，应用于各类高压轴流通风系统上，更具体说是一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机，属于轴流通风机的技术领域。

背景技术

    核能已成为人类使用的重要能源，核电作为我国解决能源短缺和环境问题的重要途径之一。发展核电是我国的战略必然选择，但核安全是整个核工业的灵魂和核心，特别是受日本福岛核泄漏事故影响，国家领导人及国家核安全局将核安全放在核文化的首位。安全壳作为核电站中防止裂变产物释放到周围环境的最后一道屏障，其设备的安全稳定性将显得越发重要。作为核电站安全壳的通风冷却系统，一般由大型轴流通风机来实现。而目前市面上的大型轴流通风机无法达到核电站安全壳连续通风系统大流量、高静压的性能要求。不管是现在大型轴流通风机普遍使用的铝合金压铸轮毂与叶片，还是钢制轮毂与叶片，其强度性能远远达不到安全壳通风系统的要求。而且因结构上存在的缺陷，使用哈夫式轮毂与叶片夹紧时，会因每颗螺栓上的扭矩不均匀，使得叶片与轮毂的轴向窜动较大，很难控制叶片与风筒的径向间隙；使用法兰式轮毂与叶片夹紧时，因轮毂安装面为圆弧，与其配合的螺栓紧固件面为平面，会出现轮毂与螺栓紧固件以点或线的形式进行接触配合，螺栓的连接强度得不到保障。而当风机在高速度连续运转时，受到巨大的离心力作用，叶片与轮毂的连接强度得不到保障的话，容易出现安全隐患。而一旦出现安全事故，后果将不堪设想。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种效率高、可靠性好的核电站安全壳连续通风系统用轴流风机。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机，包括按气流运动方向依次设置在壳体内的整流罩、叶轮、内筒组件；

壳体由按气流运动方向依次设置的集流器、风机外筒、扩散筒组成；

    整流罩通过前进口导叶与集流器固定连接；

内筒组件包括安装在筒体内的电动机，叶轮安装在电动机的输出轴上，筒体的外壁通过导叶与风机外筒固定连接。

作为上述方案的进一步设置，所述集流器为圆弧形，整流罩呈半圆球形或半椭球形。集流器与整流罩，均为模具压制成型，并通过均匀分布的前进口导叶将两者组焊成一整体。设计优良的流线型集流器与整流罩组合能使气流在其中得到加速，在压力损失很小的情况下保证进气速度场均匀。从而提高风机的效率，并降低风机的噪声。

所述风机外筒的内壁上，且位于叶轮的前端，设置有防喘振环。防喘振环为圆环结构，分布在叶轮叶片顶部的前端，选用螺钉与风机外筒直接进行连接固定。不仅使防喘振环与叶轮的气动间隙接近为零；且防喘振环在实际装配过程中可以根据叶轮的安装位置进行前后调整，即可将防喘振环与叶轮的物理间隙调节到最佳状态。防喘振环的设置可避免风机在不稳定的工作区运行时出现流量、风压大幅度波动的情况，起到防喘振的作用，且结构简单，安装方便。

所述叶轮包括安装在轮毂上的叶片，轮毂包括由内而外依次安装的轴套、轮盘、轮毂外缘轮盘，轮毂外缘轮盘的内圆呈正多边形，叶片通过螺栓和叶片安装垫板固定在轮毂外缘轮盘上，且螺栓与叶片安装垫板之间安装有止动片。

根据轮毂的强度需求可在轮毂各部件之间均匀分布有数块加强筋板。轮毂外缘轮盘，选用低合金高强度钢进行锻压成型，轮毂外缘轮盘上均匀分布着叶片安装孔，并根据叶轮的叶片数，将轮毂外缘轮盘的内圆设置成相同数量的正多边形。每张叶片均有数颗螺栓通过叶片安装垫板将叶片与轮毂外缘轮盘进行连接固定，螺栓与叶片安装垫板之间安装有止动片，止动片将每张叶片上的数颗螺栓组合成一个整体并将每颗六角螺母的一面进行固定，防止叶轮在高强度转动时螺栓的松动。

    所述叶片为机翼型叶片，选用低合金高强度钢进行锻压成型，并由五轴加工中心对成型后的叶片型面进行精加工，确保叶片型面的尺寸。

所述导叶采用了短导叶、长导叶、空心导叶混合分布在筒体外壁上。长导叶与短导叶均采用等厚度的圆弧板叶型，圆弧叶型相同，相比短导叶，长导叶延长了圆弧切线方向的轴向距离。空心导叶采用机翼型叶片，为两块叶面（压力面叶片、吸力面叶片）组焊而成。空心导叶一般为1件，分布与筒体水平一侧，电动机的电缆线从空心导叶内部穿出到达风机外筒的接线盒上，可对电缆线起到保护的作用。

所述筒体由按气流运动方向依次设置的电机内筒、内收敛筒、内筒后导流罩组成，电机内筒的前端安装有电机安装法兰圈，内筒后导流罩上开设有散热通孔。内筒后导流罩上的散热通孔，与电机安装法兰圈上的通孔可形成气体对流，带走电动机运转时所产生的热量，对电动机起到散热的作用；且内筒组件的结构设计，电动机除伸至外部的输出轴部分外，其余部分均设置在内筒组件内，对电动机起到了很好的保护。

    所述风机外筒的下方安装有隔振底座，隔振底座的下方安装有隔振器。

由于本实用新型一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机采取的技术方案为，叶片、轮毂外缘轮盘均为低合金高强度钢锻压制造，相比铝合金压铸叶轮强度更好，且轮毂外缘轮盘内圆呈正多边形分布，确保了轮毂与叶片安装垫板及螺栓均为平面接触，改善了目前市场上的法兰式轮毂在叶片安装时，轮毂与螺栓以点或线为接触的情况，从而在不增加螺栓的数量及规格的情况下加强了叶片与轮毂的连接强度，提高了风机在高速运行时的可靠性。

采用内筒组件通过导叶固定在风机外筒内，而导叶采用了等厚度且圆弧叶型相同的短导叶、长导叶、空心导叶混合分布的结构形式。不仅能使流出叶轮的偏转气流旋回轴向，增加静压能，提高风机的静压效率；且长导叶的分布增加了内筒组件与风机外筒的连接支撑面积，增强了两者之间的连接强度，提高了风机的运行可靠性；最后空心导叶的分布还对电缆线起到保护作用。

总之，本实用新型一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机，具有高效、节能、低噪声、高稳定性等特点。能够广泛运用于各类高压轴流通风系统上，更好的满足核电站安全壳连续通风系统所需性能要求。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的平面结构示意图；

图2为本实用新型的立体结构示意图；

图3为本实用新型中叶轮的结构示意图；

图4为图3的剖视结构示意图；

图5为本实用新型中导叶与内筒组件结合的立体结构示意图。其中：

1.集流器；2.整流罩；3.前进口导叶；4.防喘振环；5.叶片；6.风机外筒；7.导叶；8.电动机；9.内筒组件；10.扩散筒；11.螺栓；12.接线盒；13.隔振底座；14.隔振器；15.轮毂；16.轮毂外缘轮盘；17轮盘；18.轴套；19.加强筋板；20.叶片安装垫板；21.止动片； 22.电机安装法兰圈；23.电机内筒；24.内收敛筒；25.内筒后导流罩；26.长导叶；27.短导叶；28.空心导叶；29.散热通孔；30.通孔；31.内圆。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机，包括按气流运动方向依次设置在壳体内的整流罩2、叶轮、内筒组件9。壳体由按气流运动方向依次设置的集流器1、风机外筒6、扩散筒10组成。集流器1、风机外筒6、扩散筒10之间通过螺栓紧固件进行固定连接。整流罩2通过前进口导叶3与集流器1组焊成一整体。内筒组件9包括安装在筒体内的电动机8，叶轮安装在电动机8的输出轴上，筒体的外壁通过导叶7与风机外筒6固定连接。

本实用新型的进一步优选结构设计为，集流器1为圆弧形，整流罩2呈半圆球形或半椭球形。集流器1与整流罩2，均为模具压制成型，并通过均匀分布的前进口导叶3将两者组焊成一整体。设计优良的流线型集流器1与整流罩2组合能使气流在其中得到加速，在压力损失很小的情况下保证进气速度场均匀。从而提高风机的效率，并降低风机的噪声。

风机外筒6的内壁上，且位于叶轮的前端，设置有防喘振环4。防喘振环4为圆环结构，分布在叶轮叶片顶部的前端，选用螺钉与风机外筒6直接进行连接固定。不仅使防喘振环4与叶轮的气动间隙接近为零；且防喘振环4在实际装配过程中可以根据叶轮的安装位置进行前后调整，即可将防喘振环4与叶轮的物理间隙调节到最佳状态。防喘振环4的设置可避免风机在不稳定的工作区运行时出现流量、风压大幅度波动的情况，起到防喘振的作用，且结构简单，安装方便。

叶轮包括安装在轮毂15上的叶片5，轮毂15包括由内而外依次安装的轴套18、轮盘17、轮毂外缘轮盘16，轮毂外缘轮盘16的内圆31呈正多边形，叶片5通过螺栓11和叶片安装垫板20固定在轮毂外缘轮盘16上，且螺栓11与叶片安装垫板20之间安装有止动片21。

根据轮毂15的强度需求可在轮毂15各部件之间均匀分布有数块加强筋板19。轮毂外缘轮盘16，选用低合金高强度钢进行锻压成型，轮毂外缘轮盘16上均匀分布着叶片安装孔，并根据叶轮的叶片5数量，将轮毂外缘轮盘16的内圆31设置成相同数量的正多边形（比如，叶片5为16张的话，那么轮毂外缘轮盘16的内圆31就设置成正十六边形）。每张叶片5均有数颗螺栓11通过叶片安装垫板20将叶片5与轮毂外缘轮盘16进行连接固定，螺栓11与叶片安装垫板20之间安装有止动片21，止动片21将每张叶片5上的数颗螺栓11组合成一个整体并将每颗六角螺母的一面进行固定，防止叶轮在高强度转动时螺栓11的松动。

    叶片5优选为机翼型叶片，选用低合金高强度钢进行锻压成型，并由五轴加工中心对成型后的叶片型面进行精加工，确保叶片型面的尺寸。

导叶7采用了短导叶27、长导叶26、空心导叶28混合分布在筒体外壁上。长导叶26与短导叶27均采用等厚度的圆弧板叶型，圆弧叶型相同，相比短导叶27，长导叶26延长了圆弧切线方向的轴向距离。空心导叶28采用机翼型叶片，为两块叶面（压力面叶片、吸力面叶片）组焊而成。空心导叶28一般为1件，分布与筒体水平一侧，电动机8的电缆线从空心导叶28内部穿出到达风机外筒6的接线盒12上，可对电缆线起到保护的作用。

筒体由按气流运动方向依次设置的电机内筒23、内收敛筒24、内筒后导流罩25组成，电机内筒23的前端安装有电机安装法兰圈22，内筒后导流罩25上开设有散热通孔29。导叶7安装在电机内筒23的外壁上。电机安装法兰圈22通过螺栓紧固件与电动机8法兰盘进行连接固定。内收敛筒24为锥筒形，通过螺栓与电机内筒23法兰紧固。内筒后导流罩25上的散热通孔29，与电机安装法兰圈22上的通孔30可形成气体对流，带走电动机8运转时所产生的热量，对电动机8起到散热的作用；且内筒组件9的结构设计，电动机8除伸至外部的输出轴部分外，其余部分均设置在内筒组件9内，对电动机8起到了很好的保护。

    本实用新型的风机外筒6的下方安装有隔振底座13，隔振底座13的下方安装有隔振器14。

上述实施例仅用于解释说明本实用新型的发明构思，而非对本实用新型权利保护的限定，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机，其特征在于：包括按气流运动方向依次设置在壳体内的整流罩、叶轮、内筒组件；

壳体由按气流运动方向依次设置的集流器、风机外筒、扩散筒组成；

    整流罩通过前进口导叶与集流器固定连接；

内筒组件包括安装在筒体内的电动机，叶轮安装在电动机的输出轴上，筒体的外壁通过导叶与风机外筒固定连接。

2.如权利要求1所述的一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机，其特征在于：所述集流器为圆弧形，整流罩呈半圆球形或半椭球形。

3.如权利要求1所述的一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机，其特征在于：所述风机外筒的内壁上，且位于叶轮的前端，设置有防喘振环。

4.如权利要求1所述的一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机，其特征在于：所述叶轮包括安装在轮毂上的叶片，轮毂包括由内而外依次安装的轴套、轮盘、轮毂外缘轮盘，轮毂外缘轮盘的内圆呈正多边形，叶片通过螺栓和叶片安装垫板固定在轮毂外缘轮盘上，且螺栓与叶片安装垫板之间安装有止动片。

5.如权利要求4所述的一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机，其特征在于：所述叶片为机翼型叶片。

6.如权利要求1所述的一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机，其特征在于：所述导叶采用了短导叶、长导叶、空心导叶混合分布在筒体外壁上。

7.如权利要求1或6所述的一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机，其特征在于：所述筒体由按气流运动方向依次设置的电机内筒、内收敛筒、内筒后导流罩组成，电机内筒的前端安装有电机安装法兰圈，内筒后导流罩上开设有散热通孔。

8.如权利要求1所述的一种核电站安全壳连续通风系统用轴流风机，其特征在于：所述风机外筒的下方安装有隔振底座，隔振底座的下方安装有隔振器。