CN208396949U - 用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵，包括驱动装置、驱动轴、立式壳体及叶轮，所述驱动装置设置于所述立式壳体上端且输出端与所述驱动轴的上端连接；所述立式壳体的下端设有进口，中段外侧设有出口，内部上端形成气腔，所述进口与所述出口连通；所述叶轮设置于所述进口与所述出口之间，所述驱动轴的下端穿过所述气腔与所述叶轮连接并驱动所述叶轮转动，以使冷却剂从所述进口流向所述出口；所述气腔的内壁开设有可向所述气腔通入高压气体的接口。本实用新型适用于环路式金属介质冷却剂反应堆，其具有效率高、结构紧凑、运行稳定、可靠性高的优点。

Description

用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵

技术领域

本实用新型涉及一种机械泵，尤其涉及一种用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵。

背景技术

环路式反应堆主泵输送的介质是液态铅或铅铋合金等液态金属，这种冷却剂循环需要泵提供驱动力。铅或铅铋介质反应堆冷却剂泵是铅铋反应堆一回路主要设备之一，承担着驱动一回路冷却介质流动和保持一回路边界完整性的功能。

在现有技术中，铅或铅铋介质输送泵多采用电磁泵，电磁泵是采用通电导体在磁场中受到洛伦兹力的作用来驱动液态金属介质流动，这种电磁泵的效率低，且泵的性能参数有限，目前多应用于试验台架中，无法满足环路式反应堆的需要。而现有的机械泵的机构和制造工艺都比较成熟，具有高可靠性、高效率、易于大型化等特点，理论上可满足输送反应堆铅铋冷却剂介质的各种需求。然而，在现有的机械泵设计中，还没有适用于环路式金属介质冷却剂反应堆中的机械泵。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵，其具有效率高、结构紧凑、运行稳定、可靠性高的优点。

为了实现上述目的，本实用新型提供的用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵包括驱动装置、驱动轴、立式壳体及叶轮，所述驱动装置设置于所述立式壳体上端且输出端与所述驱动轴的上端连接；所述立式壳体的下端设有进口，中段外侧设有出口，内部上端形成气腔，所述进口与所述出口连通；所述叶轮设置于所述进口与所述出口之间，所述驱动轴的下端穿过所述气腔与所述叶轮连接并驱动所述叶轮转动，以使冷却剂从所述进口流向所述出口；所述气腔的内壁开设有可向所述气腔通入高压气体的接口。

与现有技术相比，由于本实用新型利用通过将驱动装置设置于立式壳体的上端，再利用向下伸入到浸没于冷却剂内的驱动轴驱动叶轮转动，从而可以使冷却剂从进口流向出口，因此，整个机械泵呈立式结构，而驱动装置无需浸于高温状态的冷却剂内，从而即可以具有传统的机械泵的高效率、结构紧凑的优点，又可以降低高温环境对泵的影响，提高运行的稳定性。另外，由于所述机械泵的下部分浸于高温的冷却液中，冷却液可通过驱动轴的侧壁间隙进入气腔，同时，所述叶轮转动产生一定的压力，使得气腔内的液面升高并逼近所述立式壳体上方的动力部件，因此，又通过在所述气腔的侧壁开设接口，利用所述接口可以向所述气腔内通入高压气体，从而可以控制液面的高度，保证液面与所述立式壳体上方的动力部件保持一定的安全距离，避免热量快速传递到所述立式壳体上方的各个部件上，从而进一步提高机械泵运行的稳定性及可靠性。

较佳地，所述立式壳体内设有使所述进口与所述出口连通的导叶。所述导叶可以将所述冷却液引导到出口，提高输送的效率。

较佳地，所述出口高于所述进口，以使冷却剂从所述进口向上流向所述出口。

较佳地，所述驱动轴的上端与所述支架之间设有承载轴承，所述驱动轴的下端与所述立式壳体之间设有导轴承。所述承载轴承能支撑所述驱动轴的重量，所述导轴承可以使所述驱动轴转动更稳定、可靠。

具体地，所述承载轴承的下方设有至少一密封件，所述密封件套于所述驱动轴上。所述密封件可以使所述气腔密封，并且可以防止高压气体和冷却液泄漏。

较佳地，所述立式机械泵还包括泵盖，所述泵盖盖于所述立式壳体的上端并与所述立式壳体呈可拆卸连接。通过将所述泵盖与所述立式壳体拆离，从而可以在不拆除泵内零部件的条件下将壳体内部的所有部件从上方抽出，极大地提高维护的便利性。

具体地，所述泵盖内设有迷宫式的腔体，所述腔体可通入冷却水，以对所述驱动装置冷却隔热。

较佳地，所述立式壳体的上端设有生物屏蔽层。这样可以控制所述立式壳体上部的辐照剂量，有利于保护检修人员的安全。

较佳地，所述立式机械泵还包括液位计，所述液位计设置于所述立式壳体上端且检测针伸入所述气腔内。所述液位计可以即时检测出所述立式壳体内的液面高度，方便运行人员对液面高度的监控，避免液面过高而将高温介质传递到驱动装置及立式壳体上端的各个部件上，影响机械泵的运行稳定性。

较佳地，所述立式机械泵还包括内挡圈，所述内挡圈设置于所述立式壳体内且套于所述驱动轴外，所述内挡圈的环面开设有若干连通内、外两侧的通孔。

较佳地，所述立式机械泵还包括隔热片或热辐射反射片，所述隔热片或反射片设置于所述内挡圈上。设置所述述隔热片或反射片，可以将气腔内的热辐射与驱动装置隔离，或使热辐射向下反射，从而进一步降低高温对驱动装置的影响。

附图说明

图1是本实用新型用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵的结构图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

如图1所示，本实用新型用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵100包括驱动装置1、驱动轴2、立式壳体3、支架及叶轮5，所述立式壳体3呈一体成型的筒形结构，所述支架的底面覆盖于所述立式壳体3的上端，且呈密封地连接于所述立式壳体3。所述驱动装置1为电机，所述驱动装置1设置于所述支架上且输出端与所述驱动轴2的上端连接，所述驱动轴2呈竖直设置且为空心轴，所述驱动轴2的下端向下伸出；所述立式壳体3的下段呈拐弯设计，拐弯的端部设有进口31，中段外侧设有出口32，内部上端形成气腔33，所述进口31与所述出口32连通，所述出口32高于所述进口31；所述立式外壳可与环路式反应堆一回路的主换热器外壳一体化制造，所述进口31与主换热器的出口32相连，所述出口32与主容器相连，从而可减少设备占用空间和冷却剂泄漏风险。所述立式壳体3内设有使所述进口31与所述出口32连通的导叶6。所述导叶6形成的通道呈弧形，可以将所述冷却液引导到出口32，以保证冷却液从进口31到出口32流动的流畅性，提高输送的效率，并且不会产生流动死角，避免冷却液滞留，提升一回路的冷却效果。所述叶轮5设置于所述进口31与所述出口32之间且高度位于两者之间，所述驱动轴2的下端穿过所述气腔33与所述叶轮5连接并驱动所述叶轮5转动，以使冷却剂从所述进口31向上流向所述出口32。

再如图1所示，所述立式机械泵100还包括泵盖4，所述泵盖4盖于所述立式壳体3的上端并与所述立式壳体3呈可拆卸连接，例如可以通过螺栓连接固定，当需要检修时，只需拧开螺栓，使泵盖4与所述立式壳体3分离即可在不拆除泵内零部件的条件下将壳体内部的所有部件从上方抽出，实现整体抽芯，极大地提高维护的便利性。所述泵盖4内设有迷宫式的腔体4a，所述腔体4a可通入冷却水，以对所述驱动装置1冷却隔热。

所述驱动轴2的上端与所述支架之间设有承载轴承13，所述驱动轴2的下端与所述立式壳体3之间设有导轴承14。所述承载轴承13承受径向和轴向载荷，因而能支撑所述驱动轴2的重量，所述导轴承14承受径向载荷，可以使所述驱动轴2转动更稳定、可靠。

再请参阅图1，所述承载轴承13的下方设有第一密封件7及第二密封件8，所述第二密封件8设置于所述泵盖4的表面，所述第一密封件7设置于所述第二密件的表面，所述第一密封件7及第二密封件8并分别套于所述驱动轴2上。所述第一密封件7用于机械密封，所述第二密封件8用于检修密封。机械密封实现所述立式壳体3内气体密封，防止有毒有辐射性气体外漏；轴承、机械密封为易损件，当承载轴承13、第一密封件7需要维修时，仅需启动第二密封件8就能对一回路气体进行密封，实现在线检修，无需对整泵进行拆解或排空一回路介质，提高了维修的便利性，节省维修时间，提高维修效率，节约了维修成本。

所述立式壳体3的上端设有生物屏蔽层9，所述生物屏蔽层9位于所述泵盖4的底面。这样可以控制所述立式壳体3上部的辐照剂量，有利于保护检修人员的安全。

所述立式机械泵100还包括液位计10，所述液位计10设置于所述支架上且检测针穿过导管伸入所述气腔33内。所述液位计10可以即时检测出所述立式壳体3内的液面高度，方便运行人员对液面高度的监控，避免液面过高而将高温介质传递到驱动装置1、泵盖4及密封部件上，影响机械泵的运行稳定性。

如图1所示，所述立式机械泵100还包括内挡圈11，所述内挡圈11设置于所述立式壳体3内且套于所述驱动轴2外，所述内挡圈11的环面开设有若干连通内、外两侧的通孔11a。所述立式机械泵100还包括热辐射反射片12，所述反射片12设置于所述内挡圈11上。设置所述反射片12，可以将气腔33内的热辐射与驱动装置1隔离，或使热辐射向下反射，从而进一步降低高温对驱动装置1的影响。所述内挡圈11可以提供一支撑，从而方便地对所述反射片12进行安装拆卸。当所述反射片12也可以使用隔热片代替，其作用与反射片12的作用是相同的。

再如图1所示，所述气腔33的内壁开设有可向所述气腔33通入高压气体的接口33a。所述立式机械泵100在工作时，所述内挡圈11、液位计10、驱动轴2的下端浸没在液态合金介质冷却液中，所述进口31、叶轮5、导轴承14、导叶6及出口32全部浸没在液态铅铋合金介质冷却液中，由于所述导轴承14及其与所述驱动轴2之间存在间隙，因此，所述气腔33内部的下部分存在液态合金介质冷却液，液位表面低于所述反射片12，所述液位表面可对气腔33进行密封，使所述气腔33完全封闭。因而，可以通过所述接口33a通入高压的惰性气体，控制液面的高度，并且所述导轴承14还起到节流的作用，防止过多介质向所述气腔33上部区域流动，从而使液面远离上方的生物屏蔽层9、液位计10、第一密封件7、第二密封件8及驱动装置1，减少这些部件受热产生的应力，延长部件的使用寿命，保证运行的稳定性及可靠性。

综合上述，工作时，所述驱动装置1启动，带动所述驱动轴2转动，所述驱动轴2带动所述叶轮5转动，所述叶轮5驱动冷却液从所述进口31进入，通过所述导叶6从所述出口32输出。同时高压气体通过所述接口33a对所述气腔33充入气体，使所述气腔33内的气压升高，从而限制所述气腔33内的液面的高度。

与现有技术相比，由于本实用新型利用通过将驱动装置1设置于立式壳体3的上端，再利用向下伸入到浸没于冷却剂内的驱动轴2驱动叶轮5转动，从而可以使冷却剂从进口31流向出口32，因此，整个立式机械泵100呈立式结构，而驱动装置1无需浸于高温状态的冷却剂内，从而即可以具有传统的机械泵的高效率、结构紧凑的优点，又可以降低高温环境对泵的影响，提高运行的稳定性。另外，由于所述机械泵的下部分浸于高温的冷却液中，冷却液可通过驱动轴2的侧壁间隙进入气腔33，同时，所述叶轮5转动产生一定的压力，使得气腔33内的液面升高并逼近所述立式壳体3上方的动力部件，因此，又通过在所述气腔33的侧壁开设接口33a，利用所述接口33a可以向所述气腔33内通入高压气体，从而可以控制液面的高度，保证液面与所述立式壳体3上方的动力部件保持一定的安全距离，避免热量快速传递到所述立式壳体3上方的各个部件上，从而进一步提高机械泵运行的稳定性及可靠性。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵，其特征在于：包括驱动装置、驱动轴、立式壳体及叶轮，所述驱动装置设置于所述立式壳体上端且输出端与所述驱动轴的上端连接；所述立式壳体的下端设有进口，中段外侧设有出口，内部上端形成气腔，所述进口与所述出口连通；所述叶轮设置于所述进口与所述出口之间，所述驱动轴的下端穿过所述气腔与所述叶轮连接并驱动所述叶轮转动，以使冷却剂从所述进口流向所述出口；所述气腔的内壁开设有可向所述气腔通入高压气体的接口。

2.如权利要求1所述的用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵，其特征在于：所述立式壳体内设有使所述进口与所述出口连通的导叶。

3.如权利要求1所述的用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵，其特征在于：所述出口高于所述进口，以使冷却剂从所述进口向上流向所述出口。

4.如权利要求1所述的用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵，其特征在于：还包括支架，所述支架的底面覆盖于所述立式壳体的上端，且呈密封地连接于所述立式壳体，所述驱动轴的上端与所述支架之间设有承载轴承，所述驱动轴的下端与所述立式壳体之间设有导轴承。

5.如权利要求4所述的用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵，其特征在于：所述承载轴承的下方设有至少一密封件，所述密封件套于所述驱动轴上。

6.如权利要求1所述的用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵，其特征在于：所述立式机械泵还包括泵盖，所述泵盖盖于所述立式壳体的上端并与所述立式壳体呈可拆卸连接。

7.如权利要求6所述的用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵，其特征在于：所述泵盖内设有迷宫式的腔体，所述腔体可通入冷却水，以对所述驱动装置冷却隔热。

8.如权利要求1所述的用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵，其特征在于：所述立式壳体的上端设有生物屏蔽层。

9.如权利要求1所述的用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵，其特征在于：所述立式机械泵还包括液位计，所述液位计设置于所述立式壳体上端且检测针伸入所述气腔内。

10.如权利要求1所述的用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵，其特征在于：所述立式机械泵还包括内挡圈，所述内挡圈设置于所述立式壳体内且套于所述驱动轴外，所述内挡圈的环面开设有若干连通内、外两侧的通孔。

11.如权利要求10所述的用于环路式金属介质冷却剂反应堆的立式机械泵，其特征在于：所述立式机械泵还包括隔热片或热辐射反射片，所述隔热片或热辐射反射片设置于所述内挡圈上。