CN2281431Y - 新型高压锅炉给水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火电机组配套用的新型高压锅炉给水泵,其泵芯是采用叶轮同向布置的水平中开式壳体结构,液体通过叶轮转入涡室吐出口流道进入下一级吸入室,打开水平中开内壳体(5)即可检修各级动、静件,装卸、检修方便,大大缩短了泵检修时间,为电厂可多创效益。该泵与同规格CHTA型泵,由节段式多级导叶、中段组成泵芯能互换。可用在大容量机组配套给水泵上。

Description

新型高压锅炉给水泵

本实用新型是属于火电机组配套给水泵的一种。

目前，我国电力工业发展很快，200MW、300MW火电机组已满足不了电力工业发展的需要，开始向600MW、1200MW火电机组迈进，随着配套给水泵也跟着向前发展，为了满足大容量火电机组对配套的给水泵提出新的要求，要求泵在运转中保证安全可靠、效率高，可控性水平高等。我厂引进德国KSB公司的CHTA型高压锅炉给水泵组(包括前置泵)整个系列的制造技术，来满足200MW、300MW、600MW火电机组配套给水泵。由于CHTA型高压锅炉给水泵的泵芯(泵体)是采用节段式多级导叶、中段相配合的结构，各件的制造精度高，加工很困难，装配时，节段式多级导叶、中段相配合，多处配合间隙产生的动、静误差不能消除，大大影响了泵芯整体结构刚性和泵组的可靠性，特别是泵的装拆、检修时，要将泵芯中的叶轮、导叶、中段等逐级拆卸，才能进行检修，这样就失去原转子动平衡的精度，而且检修时间较长，影响电厂经济效益。引进泵仍不能满足我国电力工业的发展，必须自行开发设计结构可靠合理、装卸方便、运行经济的大容量给水泵来满足各电厂随着单元机组容量不断扩大，对大容量机组更需要可靠性高、装拆、检修方便的给水泵。这样可提高锅炉的利用率，缩短给水泵检修时间，减少仃机时间，具有很可观的经济效益。只有这样新型高压锅炉给水泵才能满足我国电力工业发展的需要。在现有给水泵中还没有与本实用新型相同的。

本实用新型的目的：是为火力发电厂提供一种新型高压锅炉给水泵，设计结构可靠合理、装拆、检修方便、运行经济的大容量给水泵，来满足电力工业发展的需要。

本实用新型的目的是这样实现的：我厂在吸收国外先进技术的基础上，自行开发设计新型高压锅炉给水泵，其泵芯(泵体)是采用叶轮同向布置的水平中开式壳体结构，优点是缩短径向、轴向尺寸，减少空间过渡流道，泵体积减小，整体可靠性提高，占用空间小等。用这种泵芯代替CHTA型泵的节段式多级导叶、中段相配合组成的泵芯。在原有CHTA型高压锅炉给水泵外形尺寸，泵筒体及转子全部不变的情况下，新的泵芯可与同规格CHTA型泵的泵芯能互换，新的泵芯是一个有台阶的圆柱体，由两个从中心对开半圆柱型内壳体(5)组成，体内铸有多级同向布置叶轮排出(吐出)和吸入液体用的双涡室及流道，每个双涡室内有两个对称吐出口流道直通到下一级吸入室，每个半圆柱型内壳体(5)上的涡室内均有一个吐出口流道直通到下一级吸入室，不是用导叶完成的，而是通过铸造技术及打光完成的，最后一级涡室吐出口流道通向泵芯外，到与泵筒体之间环形室内。组装好转子放在内壳体(5)上，使转子上各泵体衬套(6)、次级密封环(7)及首级密封环(8)安装在半圆柱型内壳体(5)的各槽上，合上另半圆柱型内壳体，内壳体(5)中开平面密合，用两个圆锥销(18)定位及螺柱(19)把紧，泵芯内的各泵体衬套(6)，各次级密封环(7)及首级密封环(8)支承各叶轮，转子上各叶轮可在内壳体(5)中转动自由，内壳体(5)内同向布置双涡室面积大小及流道面积大小以及变化是按流体力学和离心泵设计理论通过论证及计算后，做成水力模型进行试验研究，通过多次返复计算和模型试验，最后确定涡室面积、流道面积及流道长度，流道长度均比节段式多级导叶、中段组成的泵芯的流道长度短，这样泵能量损失小，对提高泵效率是有利的。泵芯的内壳体(5)中开面密封是靠本身金属与金属接触表面密合程度及密合力是按金属密封理论计算确定其各处接触面积大小和螺柱大小及螺柱数量以及所处的位置。螺柱紧固力及液体压力来达到内壳体密封。各螺柱把紧力也是通过计算和试验确定的。这样做可保证密封实现，防止液体向外渗漏。这种泵芯结构不仅可在高压锅炉给水泵上，也可用在其他多级泵上。

新型高压锅炉给水泵是由泵盖(1)、主密封垫(2)、密封垫及缠绕垫(3)、泵筒体(4)、内壳体(5)、泵体衬套(6)、次级密封环(7)、首级密封环(8)、吸入段(9)、轴(10)、卡环及支承环(11)、平键(12)、首级叶轮(13)、次级叶轮若干个(如(14)、(15)……)、圆锥销(18)、螺柱(19)、平衡套(20)、双平衡鼓(21)、间隔环(22)、卡环(23)、定位环(24)、吐出端机械密封部件(25)、螺柱(26)、螺母(27)、吐出端轴承部件(28)、主螺柱(29)、主螺母(30)、垫圈(31)、吸入端机械密封部件(32)，吸入端轴承部件(33)、螺柱(34)及螺母(35)组成，将平键(12)和卡环及支承环(11)装在轴(10)槽内，再将加热首级叶轮(13)装在轴(10)上与平键(12)、卡环及支承环(11)配合后紧定，泵体衬套(6)套在首级叶轮(13)尾端齐子外圆上，装次级叶轮时，也是先将平键(12)和卡环及支承环(11)装轴(10)上，次级密封环(7)套次级叶轮(14)上，加热次级叶轮(14)装轴(10)上与平键(12)和卡环及支承环(11)配合后紧定，泵体衬套(6)套在次级叶轮(14)尾端齐子外圆上，同样方法装好次级叶轮(15)、(16)……等，各叶轮转动是平键(12)把轴的转动力传递给叶轮的，卡环及支承环(11)防止叶轮轴向串动，平键、双平衡鼓(21)、间隔环(22)、卡环(23)、定位环(24)装轴(10)槽上，用螺钉将定位环(24)紧定在双平衡鼓(24)上，防止双平衡鼓(21)轴向串动，组装转子作动平衡合格后，取下定位环(24)、卡环(23)、间隔环(22)及双平衡鼓(21)，首级密封环(8)套首级叶轮(13)上，将转子装在内壳体(5)一半上，使首级密封环(8)、和次级密封环(7)及泵体衬套(6)均装在内壳体(5)槽上，转子在内壳体(5)上转动时轻松不憋动，合上内壳体(5)另一半，使两中开平面密合，用螺柱(19)将内壳体(5)把紧达到要求紧固力，转动转子时不憋劲，而轻松时，铰定位圆锥孔并打上圆锥销，吸入段(9)装泵芯上用螺钉把紧，平衡套(20)及压盖装泵盖(1)孔内用螺钉压紧，在泵盖(1)另一端装上主密封垫(2)、密封垫及缠绕垫(3)，将装好转子的泵芯及吸入段(9)一起装入泵筒体(4)内，使各止口处配合，吸入段(9)的吸入口与泵筒体(4)的吸入管对齐用导向键防转定位，装好泵盖(1)套轴(10)上与泵筒体(4)配合，泵盖(1)前端的密封垫及缠绕垫(3)与泵芯止口孔配合，同时泵盖(1)上主密封垫(2)与泵筒体(4)配合，主螺柱(29)、主螺母(30)、垫圈(31)将泵盖(1)与泵筒体(4)压紧达到要求紧固力，使密封垫及缠绕垫(3)、主密封垫(2)均起密封作用，防止液体外漏，双平衡鼓(21)、间隔环(22)、卡环(23)、定位环(24)重新装在轴(10)上，使双平衡鼓(21)与平衡套(20)接触，用螺钉将定位环(24)与双平衡鼓(21)固定，键、吐出端机械密封部件(25)装轴(10)与泵盖(1)配合，用螺柱(26)、螺母(27)紧固，吐出端轴承部件(28)装轴(10)与吐出端机械密封部件(25)配合用螺柱(26)、螺母(27)紧固，当转动转子时，轻松不憋劲，在另一端轴(10)上装键、吸入端机械密封部件(32)、吸入端轴承部件(33)用螺柱(34)、螺母(35)紧固在泵筒体(4)端面上，当转动转子时，轻便不憋劲为止。吐出端、吸入端轴承部件起到支承全部转子重量并能转动，吸入端、吐出端机械密封部件起到密封液体的作用，防止输送液体外漏。

当泵检修时，将吸入端轴承部件(33)及吸入端机械密封部件(32)拆下，再将主螺母(30)、垫圈(31)卸下，转子及泵芯与泵盖(1)一起从泵筒体(4)中抽出，卸下吸入段(9)、螺柱(19)及冲下圆锥销(18)、内壳体(5)就可从中开面分开，对转子的各叶轮及密封环、泵体衬套以及内壳体(5)进行检修，不用把各级叶轮逐级拆下，不破坏原来转子的动平衡的精度。检修后，转子装在内壳体(5)内，使各密封环及泵体衬套(6)回到原来的位置上，再将内壳体(5)的另一半装上对齐，使各配合面接触，打上圆锥销(18)，用螺柱(19)把紧达到紧固力，装上吸入段(9)用螺钉把紧，将组装泵芯与泵盖(1)一起装入泵筒体(4)内，使吸入段(9)的吸入口与泵筒体(4)的吸入管对好，用主螺母(30)、垫圈(31)将泵盖(1)与泵筒体(4)把紧达到紧固力，使主密封垫(2)、密封垫及缠绕垫(3)均起密封作用，将吸入端机械密封部件(32)、吸入端轴承部件(33)用螺母(35)把紧在泵筒体(4)端面上，转动转子时，轻便不憋劲为止。这样检修可大大缩短检修时间，不失去原来精度，方便用户，为电厂多创效益。

新型高压锅炉给水泵的工作原理：被输送的液体是以给定的压力情况进入泵的吸入口，由于旋转叶轮把能量传递给被输送液体，使液体动能和势能增加，到内壳体螺旋式双流道中，部分动能又被转变成势能，在良好的液体流动特性下，内壳体(5)内每一个流道又把液体导向下一级叶轮的吸入口，从一级到下一级不断地重复这一过程，每一级液体增加的压力相同，即为单级压力，流过最后一级内壳体流道液体进入泵芯和泵筒体(4)之间的环形室，液体经吐出口，最后进入排出管路。

本实用新型与现有技术相比有如下优点：

1、新型高压锅炉给水泵为叶轮同向布置的水平中开式壳体结构，其结构型式属国际首创，与国外先进公司叶轮相对布置的中开给水泵相比，其优点是缩短径向、轴向尺寸，减少空间过渡流道，泵体积减小，整体可靠性提高，占用空间少；

2、在CHTA型高压锅炉给水泵外形尺寸，泵筒体及转子全部不变的情况下，新型泵的泵芯与同规格CHTA型泵的泵芯能实现互换，能尽快为电厂使用提供有利条件，通用化程度及适用性较高；

3、新型泵水平中开式内壳体为整体把合结构，与节段式多级导叶、中段相配合组成的泵芯相比，消除了多处配合间隙产生的动、静误差，大大提高了泵芯整体结构刚性，提高了泵组的可靠性；

4、与节段式给水泵相比，新型泵泵芯可迅速抽出，不必逐级拆卸叶轮(热装或滑合)的情况下，打开水平中开内壳体即可迅速检修各级动、静件，装拆、检修方便，大大缩短了给水泵检修时间，方便用户，提高锅炉利用率，为电厂多创效益；

5、新型泵采用有限元方法，对水平中开内壳体进行结构分析、计算、设计，充分考虑满足强度、刚性要求及温度均不均对内壳体造成的变形量最小；

6、新型泵流道湿周小，便于进行打光，有利于提高泵的效率；

7、新型泵的转子动平衡后可不需要再拆卸，从而能最理想地保持转子原动平衡精度，对泵的可靠运行更为有利；

8、新型泵执行ZN57083质量控制规程；

9、新型泵泵组的外形尺寸、驱动方式、机械密封系统，监视与保护及性能参数等等均同CHTA型高压锅炉给水泵。

附图说明：

图1为新型高压锅炉给水泵(以五级泵为例)示意图

(1)泵盖、(2)主密封垫、(3)密封垫及缠绕垫、(4)泵筒体、(5)内壳体、(6)泵体衬套、(7)次级密封环、(8)首级密封环、(9)吸入段、(10)轴、(11)卡环及支承环、(12)平键、(13)首级叶轮、(14)次级叶轮、(15)次级叶轮、(16)次级叶轮、(17)次级叶轮、(18)圆锥销、(19)螺柱、(20)平衡套、(21)双平衡鼓、(22)间隔环、(23)卡环、(24)定位环、(25)吐出端机械密封部件、(26)螺柱、(27)螺母、(26)吐出端轴承部件、(29)主螺柱、(30)主螺母、(31)垫圈、(32)吸入端机械密封部件、(33)吸入端轴承部件、(34)螺柱、(35)螺母。

图2为五级泵内壳体(5)外形示意图

图3为五级泵内壳体(5)水平中开后示意图

图4为五级泵内壳体(5)水平中开后俯视图

图5为五级泵内壳体(5)水平中开后仰视图

图6为五级泵内壳体(5)水平中开后右视图

图7为五级泵内壳体(5)A-A剖面图

图8为五级泵内壳体(5)B-B剖面图

图9为五级泵内壳体(5)C-C剖面图

图10为五级泵内壳体(5)O-P剖面图

图11为五级泵内壳体(5)O-Q剖面图

实施例：

这种叶轮同向布置的水平中开式壳体结构的泵芯将要用于我厂新产品CHTZ型系列高压锅炉给水泵上和其它多级泵上。按这样结构制造泵芯安装在我厂试验装置上，按着高压锅炉给水泵使用规范进行多次试验验证，4级叶轮、5级叶轮、6级叶轮、7级叶轮、8级叶轮、10级叶轮等，效果均好。对检修、拆装也进行试验，把泵芯从泵筒体内抽出，打开泵芯水平中开内壳体即可检修各级叶轮、密封环、泵体衬套、内壳体等，不必像过去其它给水泵检修那样，对叶轮、导叶、中段逐级拆卸、检修，再装上的麻烦，检修时间过长，影响电厂效益。经验证新的结构检修时非常方便，检修时间短，又不失去原转子动平衡精度，这样结构用在大容量机组配套的给水泵上，给电厂运行、检修带来极大好处。通过试验验证这样泵结构简单、紧凑，可用在其它的多级泵上。

Claims (1)

1、一种火电机组配套用的新型高压锅炉给水泵由泵盖(1)、主密封垫(2)、密封垫及缠绕垫(3)、泵筒体(4)、内壳体(5)、吸入段(9)、轴(10)、首级叶轮(13)、次级叶轮若干个〔如(14)、(15)……〕、平衡套(20)、双平衡鼓(21)、吐出端机械密封部件(25)、吐出端轴承部件(28)、主螺柱(29)、主螺母(30)、垫圈(31)、吸入端机械密封部件(32)及吸入端轴承部件(33)等主要件构成、首级叶轮(13)、次级叶轮若干个〔如(14)、(15)……〕用平键(12)、卡环及支承环(11)固定轴(10)上，装叶轮后把泵体衬套(6)套叶轮尾端齐子外圆上，次级密封环(7)套各次级叶轮口环外圆上，首级密封环(8)套首级叶轮(13)口环外圆上，组装转子装内壳体(5)上，首级密封环(8)、次级及密封环(7)、泵体衬套(6)均在内壳体(5)槽内，合上另一丰内壳体(5)，使内壳体(5)两中开平面密合用圆锥销(18)定位，螺柱(19)把紧，吸入段(9)装首级叶轮端的内壳体(5)上用螺钉把紧装入泵筒体(4)内使吸入段(9)上吸入口与泵筒体(4)上吸入管口对齐用导向键固定，平衡套(20)装泵盖(1)孔内用压盖和螺钉固定，泵盖(1)另一端装主密封垫(2)、密封垫及缠绕垫(3)后套轴(10)上与泵筒体(4)相配，泵盖(1)前端密封垫及缠绕垫(3)与内壳体(5)止口配合，主密封垫(2)与泵筒体(4)配合，主螺柱(29)、主螺母(30)、垫圈(31)将泵盖(1)与泵筒体(4)压紧，双平衡鼓(21)、间隔环(22)、卡环(23)、定位环(24)装轴(10)上使双平衡鼓(21)与平衡套(20)相配后，用螺钉将定位环(24)固定双平衡鼓(21)上，吐出端机械密封部件(25)装轴(10)上与泵盖(1)相配用螺柱(26)、螺母(27)把紧，吐出端轴承部件(28)装轴(10)上与吐出端机械密封部件(25)相配用螺柱(26)把紧，吸入端机械密封部件(32)装轴(10)与泵筒体(4)相配用螺柱(34)、螺母(35)把紧，吸入端轴承部件(33)装轴(10)与吸入端机械密封部件(32)相配用螺柱(34)、螺母(35)把紧，吐出端、吸入端轴承部件支承转子转动，其特征在于：该泵泵芯是采用叶轮同向布置的水平中开式壳体结构，泵芯〔内壳体(5)〕是一个有台阶的圆柱体，由两个从中心对开半圆柱体组成，圆柱体内均铸有多个叶轮吸入和吐出液体用的双涡室和流道，每个整体双涡室上有两个对称吐出口流道直通到下一级吸入室，是通过铸造技术及打光完成的，最后一级双涡室吐出口流道通向泵芯外面到泵筒体(4)与泵芯之间环形室内后流向泵的吐出口，泵芯〔内壳体(5)〕两个半圆柱体配合平面密封是金属与金属表面接触用螺柱(19)把紧力和泵筒体(4)内环形室液体压力共同作用下达到泵芯〔内壳体(5)〕密封的。

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