CN2859041Y - 高压锅炉给水泵 - Google Patents

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杨德柱
蔡志刚
李宏乔
郭鹏
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Abstract

一种高压锅炉给水泵,其主要结构包括泵外壳部件、泵芯包部件、泵座部件和辅助管路,泵外壳部件包括吸入管、吐出管和筒体,均位于泵座部件之上,泵芯包部件位于筒体内,所述泵芯包部件包括转子部件和内壳部件,转子部件包括泵轴和位于泵轴上的多级叶轮,密封穿装在内壳部件上,内壳部件端部通过大端盖与外壳筒体连接,所述多级叶轮的首级叶轮前的泵轴上设有诱导轮,所述诱导轮与首级叶轮组成诱导轮机构。由于采用诱导轮机构解决了汽蚀问题,结合双壳体结构技术,设计出的高速大流量高压锅炉给水泵不设前置泵,简化了锅炉给水泵的系统,提高了给水系统的可靠性,且安装、调试、检修方便快捷。适用于300MW及其以下火力发电机组配套锅炉给水泵。

Description

高压锅炉给水泵
技术领域
本实用新型涉及一种与火力发电机组配套的高压锅炉给水泵。
背景技术
目前,我国电力工业发展很快,135MW、200MW、300MW火力发电机组已经成为主流机组,配套的锅炉给水泵也成为了主流的泵型。解决他们的技术上的问题,可以带来巨大的社会效益、经济效益。
该技术领域的已有技术:KSB生产的CHTA型、WEIR生产的FK型、SULZER生产的HPT型等双壳体高速锅炉给水泵,为防止汽蚀,均配置有低速前置泵(转速通常为1490rpm),使得系统复杂程度增加,可靠性降低,并且增加了工程造价。郑州电力机械厂生产的DG270-140C、TDG680-180型为单壳体分段式低速多级泵,不设前置泵,采用诱导轮解决汽蚀问题。但是其运行速度在3000rpm以下,为达到参数要求,泵的级数偏多(接近十级)、泵的体积偏大,造成了材料的浪费,且其结构在检修时需要拆卸进出水管路的连接及泵体与泵座的连接,增加了检修时间,降低了锅炉的利用率,影响了电厂的经济效益。专利号为96226032.0的中国专利公开了一种新型高压锅炉给水泵,采用双壳体的结构形式,当泵检修时,转子及泵芯与泵盖可以一起从泵筒体中抽出,内壳体可从中开面分开,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精度。虽然该方案解决了检修不便的技术问题,但还需要配置低速前置泵,系统复杂,工程造价高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,设计一种结构合理,装卸、检修方便的,且不设前置泵、汽蚀性能好、运行稳定、可靠性高、高效节能的高压锅炉给水泵。
为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:一种高压锅炉给水泵,其主要结构包括泵外壳部件、泵芯包部件、泵座部件和辅助管路,泵外壳部件包括吸入管、吐出管和筒体,均位于泵座部件之上,泵芯包部件位于筒体内,所述泵芯包部件包括转子部件和内壳部件,转子部件包括泵轴和位于泵轴上的多级叶轮,密封穿装在内壳部件上,内壳部件端部通过大端盖与外壳筒体连接,所述多级叶轮的首级叶轮前的泵轴上设有诱导轮,所述诱导轮与首级叶轮组成诱导轮机构。
所述诱导轮为精密制造的在水力性能上与首级叶轮的汽蚀要求相匹配的变螺距诱导轮,首级叶轮为与诱导轮在结构及水力性能上匹配的精密制造大口径叶轮。
所述的泵外壳部件是可承载高压的锻件主筒体与吸入管、吐出管焊接构成的泵外壳部件;所述的泵芯包部件包括首级中段、诱导轮机构、泵轴、若干级叶轮、导叶、中段、大端盖、平衡机构、吸入密封部件、吐出密封部件、吸入轴承部件、吐出轴承部件;所述的泵座部件为焊接结构的整体泵座部件。
水泵的转速范围在3000rpm-6500rpm之间,流量在300m3/h-1200m3/h之间,必需汽蚀余量(NPSH)为≤6m,扬程在1000m-2500m之间。
采用本实用新型所述的技术方案,由于采用诱导轮机构解决了汽蚀问题,结合双壳体结构技术,设计出的高速大流量新型高压锅炉给水泵不设前置泵,且检修方便。通过不设前置泵,减少了泵组占地,简化了系统,提高了系统的可靠性、安全性,降低了工程造价;通过使用双壳体结构,使得检修时无需解列进出水管路、泵座与泵外壳部件的连接,使得安装、调试、维护、检修方便快捷,减少了检修时间,提高了锅炉的利用率,增加了电厂的经济效益。
附图说明
图1所示为本实用新型总装配剖分结构示意图;
图2为本实用新型的诱导轮机构结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型的泵座部件18为焊接结构的整体泵座部件,泵外壳部件包括吸入管4、吐出管11和筒体12,可承载高压的锻件主筒体12与吸入管4、吐出管11焊接构成的泵外壳部件与辅助管路17一起均位于泵座部件18之上。泵芯包部件包括首级中段5、诱导轮6、首级叶轮7、若干级导叶8、泵轴1、若干级叶轮10、若干级中段9、大端盖13、平衡机构19、吸入密封部件3、吐出密封部件15、吸入轴承部件2、吐出轴承部件16。首级中段5、若干级导叶8、若干级中段9、大端盖13、吸入密封部件(静子部分)3、吐出密封部件(静子部分)15、吸入轴承部件2、吐出轴承部件16组成芯包内壳部件,泵轴1和位于泵轴上的诱导轮6、首级叶轮7、多级叶轮10、吸入密封部件(动子部分)3、吐出密封部件(动子部分)15、平衡机构19组成芯包转子部件,芯包转子部件密封穿装在芯包内壳部件上,内壳部件端部的大端盖13通过主螺栓14与外壳筒体12连接。诱导轮6位于多级叶轮10的首级叶轮7前的泵轴1上,诱导轮6位于首级中段5内,诱导轮6与首级叶轮7组成诱导轮机构。如图2所示,诱导轮6为精密制造的在水力性能上与首级叶轮的汽蚀要求相匹配的变螺距诱导轮,首级叶轮7为与诱导轮6在结构及水力性能上匹配的精密制造的大口径叶轮。
图1所示为五级叶轮泵,根据需要叶轮还可设计成六级,使水泵的转速范围在3000rpm-6500rpm之间,流量在300m3/h-1200m3/h之间,必需汽蚀余量(NPSH)为≤6m,扬程在1000m-2500m之间。
诱导轮是叶片负荷较小的类似轴流式的叶轮,最早用于火箭发动机。它置于首级叶轮前,相当于一个增压泵,给流体增加足够的压头,使其后的首级叶轮工作时不发生汽蚀。整个泵的汽蚀性能由诱导轮的汽蚀性能来决定。其汽蚀比转数可达C=2500~6300,是一般离心叶轮汽蚀比转数的2~5倍,大大提高了泵的汽蚀性能。由图2可知,本实用新型的代替前置泵解决汽蚀问题的诱导轮机构由诱导轮6和首级叶轮7联合组成,其中诱导轮6与首级叶轮7的水力及结构特性联合设计计算,来保证最佳的吸入条件,使泵的汽蚀性能最优。
当泵检修时,先将辅助管路部件17与泵解列,然后将主螺栓14利用专用拉伸工具松开、拆除,再利用专用的抽芯包工具一次将整个芯包部件从泵外壳部件中抽出。接着,将备用芯包穿入泵外壳部件,利用专用拉伸工具将主螺栓14装上拉紧,重新连接好辅助管路17之后,泵即可备用投运。抽出的芯包可以返厂检修。更换芯包可以在6小时内完成,大大提高了检修效率,提高了锅炉的可用率,增加了电厂的经济效益。
本实用新型是在大量实验数据的基础上,运用最新的计算流体动力学软件模拟分析诱导轮与首级叶轮的结构和能量匹配,取得了很多成功的经验。我厂已成功开发出的135MW、200MW、300MW火力发电机组配套的锅炉给水泵,其必需汽蚀余量NPSH在额定工况下分别为5m、5.7m、6m。成功地用诱导轮机构代替了高速泵前设置的解决汽蚀问题的低速前置泵。简化了系统,提高了系统的可靠性、安全性,节省了工程造价,给电厂带来了较大的经济效益。

Claims (4)

1、一种高压锅炉给水泵,其主要结构包括泵外壳部件、泵芯包部件、泵座部件和辅助管路,泵外壳部件包括吸入管、吐出管和筒体,均位于泵座部件之上,泵芯包部件位于筒体内,所述泵芯包部件包括转子部件和内壳部件,转子部件包括泵轴和位于泵轴上的多级叶轮,密封穿装在内壳部件上,内壳部件端部通过大端盖与外壳筒体连接,其特征在于:所述多级叶轮的首级叶轮前的泵轴上设有诱导轮,所述诱导轮与首级叶轮组成诱导轮机构。
2、如权利要求1所述的高压锅炉给水泵,其特征在于:所述诱导轮为精密制造的在水力性能上与首级叶轮汽蚀要求相匹配的变螺距诱导轮,首级叶轮为与诱导轮在结构及水力性能上匹配的精密制造的大口径叶轮。
3、如权利要求1或2所述的高压锅炉给水泵,其特征在于:所述的泵外壳部件是可承载高压的锻件主筒体与吸入管、吐出管焊接构成的泵外壳部件;所述的泵芯包部件包括首级中段、诱导轮机构、泵轴、若干级叶轮、导叶、中段、大端盖、平衡机构、吸入密封部件、吐出密封部件、吸入轴承部件、吐出轴承部件;所述的泵座部件为焊接结构的整体泵座部件。
4、如权利要求3所述的高压锅炉给水泵,其特征在于:水泵的转速范围在3000rpm-6500rpm之间,流量在300m3/h-1200m3/h之间,必需汽蚀余量(NPSH)为≤6m,扬程在1000m-2500m之间。
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