DE102007045126A1

DE102007045126A1 - Hauptkühlmittelpumpe

Info

Publication number: DE102007045126A1
Application number: DE102007045126A
Authority: DE
Inventors: Harald Hartmann; Uwe Bruhns; Ralf Graber; Bernhard Brecht; Jürgen Kaufmann
Original assignee: KSB AG
Current assignee: KSB AG
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-04-02
Also published as: US20100221127A1; ZA201001470B; JP2010539382A; KR101466569B1; CN101802416B; EP2188535A1; WO2009040037A1; CN101802416A; CA2698478A1; JP5425784B2; KR20100068395A; EP2188535B1; RU2010110427A; RU2463485C2; US8657591B2; CA2698478C

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Motorpumpenaggregat (1), insbesondere eine Hauptkühlmittelpumpe, bestehend aus einem Gehäuse (4) einer Kreiselpumpe mit darin angeordneten Fördermitteln, einem Wärmesperrenteil (6), einem die Fördermittel antreibenden Motorteil (5) und kräfteübertragenden Verbindungselementen (7) zwischen einem Gehäuseflansch (8) des Gehäuses (4) der Kreiselpumpe und einem Flansch (21) des Motorteiles (5). Zur schnelleren und sicheren Montage und Demontage ist der Gehäuseflansch (8) auf mindestens dem halben Umfang mit Aufnahmen (12) zur Anordnung von darin bajonettartig gehaltenen Schraubenköpfen (13, 15) der Verbindungsmittel (7) versehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Motorpumpenaggregat, insbesondere Hauptkühlmittelpumpe, bestehend aus einem Gehäuse einer Kreiselpumpe mit darin angeordneten Fördermitteln, einem Wärmesperrenteil, einem die Fördermittel antreibenden Motorteil und kräfteübertragenden Verbindungselementen zwischen einem Gehäuseflansch des Kreiselpumpengehäuses und einem Flansch des Motorteiles.
Solche als Motorpumpenaggregate ausgebildeten Hauptkühlmittelpumpen bestehen aus einem druckfesten Gehäuse mit integrierten Saug- und Druckstutzen, die mit Rohrleitungen fest und dicht verschweißt werden. Das Gehäuse besitzt eine druckseitige Öffnung zur Aufnahme eines Einschubteiles bestehend aus einem Fördermittel in Form einer Lauf- und Leiteinrichtung, sowie einem Wärmesperrenteil und einem Motorteil. Verschlossen wird das Gehäuse durch einen Druckdeckel am Wärmesperrenteil, an welchem ein elektrischer Antriebsmotor angekoppelt ist, um einen Wärmefluss vom heißen Pumpenteil auf einen kühl zu haltenden Motorteil zu verringern. Den Zusammenhalt dieser Teile bewirken Zuganker, die in einen Flansch des Gehäuses eingeschraubt sind und durch das Wärmesperrenteil hindurch- oder daran vorbeigeführt werden. Weiter durchdringen sie einen Motorflansch und bewirken auf der pumpenfernen Seite des Motorflansches mit Hilfe von daran anliegenden Mutterelementen den Zusammenhalt des Motorpumpenaggregates. Solche Hauptkühlmittelpumpen werden sowohl vertikal als auch horizontal in einem Kraftwerk installiert. Eine vertikale Anordnung, vorzugsweise direkt unterhalb eines Dampferzeugers, erlaubt eine kostengünstige Herstellung dieses Kraftwerkteiles. Und durch die Anordnung unterhalb eines Dampferzeugers wird das Bauvolumen in einem Kraftwerkes wesentlich reduziert.
Zur Verbesserung der Verfügbarkeit eines Kraftwerkes hat sich eine Bauweise des Motorpumpenaggregats als vorteilhaft erwiesen, bei der im Wartungs- oder Reparaturfall die Verbindung zwischen Gehäuse und Motorteil geöffnet und der als Einschub ausgebildete Motor mit dem Wärmesperrenteil und dem rotierenden Pumpenteil sowie eventuellen Einbauten des Gehäuses als eine Einheit als dem Gehäuse herausgezogen und für Wartungs- und Inspektionsarbeiten entfernt wird.
Bei großen Kraftwerken mit einer Erzeugerleistung von über 800 Megawatt, die aus Kostengründen als Standardkraftwerke ausgebildet werden, sind häufig die räumlichen Gegebenheiten für eine Pumpendemontage sehr beschränkt. Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, für solche große Hauptkühlmittelpumpe eine Bauform zu entwickeln, die bei beengten Einbauverhältnissen für eventuelle Inspektions- oder Reparaturzwecke eine schnelle und zuverlässige Montage oder Demontage gewährleistet.
Die Lösung dieses Problems sieht vor, dass der Gehäuseflansch auf mindestens dem halben Umfang mit Aufnahmen zur Anordnung von darin bajonettartig gehaltenen Schraubenköpfen der Verbindungsmittel versehen ist.
Diese Schraubenköpfe sind integraler Bestandteil der als Zuganker wirkenden Verbindungsmittel zwischen Kreiselpumpe und Motor. Somit kann nach Abbau der in den Verbindungselementen enthaltenen Vorspannkräfte und ganz oder teilweisen Entfernen von zugehörigen Muttern, mit deren Hilfe die Vorspannkräfte aufgebracht werden, durch ein einfaches Verdrehen der bajonettartig gehaltenen Schraubenköpfen die Verbindung geöffnet werden. Diese Verbindungsmittel sind dann mitsamt dem Einschub vom Motorpumpenaggregat entfernbar. Bei deren Anordnung über mindestens den halben Umfang kann, in Abhängigkeit von einer Einbaulage, ein axial aus dem Gehäuse herausgezogener Einschub leicht nach oben oder unten herausgehoben oder seitlich entnommen werden. Diese Lösung vermeidet bei den bei solchen Hauptkühlmittelpumpen verwendeten Werkstoffe, gewöhnlich Duplexstähle, das versehentliche Fressen solcher Verbindungen bei unsachgemäßer Montage.
Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Aufnahmen mit lagesichernden Rastflächen versehen sind, welche die Schraubenköpfe in einer Montageposition halten und somit ein sicheres Erreichen einer Montageposition gewährleisten. Nicht eingerastete Schraubenköpfe können nicht verspannt werden.
Die Aufnahmen sind mit Hilfe einer spanabhebenden Bearbeitung direkt in den Gehäuseflansch hineingearbeitet, oder sie sind als separate Bauteile ausgebildet und in den Flansch eingesetzt. Diese Art der Ausbildung ist abhängig von zur Verfügung stehenden Fertigungseinrichtungen oder aufzunehmenden Kräften. Als vorteilhaft für die Steifigkeit eines Gehäuseflansches hat sich erwiesen, dass die Aufnahmen von der Motorseite her in den Gehäuseflansch eingesetzt und darin lagegesichert gehalten sind. Separate Bauteile bieten den Vorteil einer genauen und ebenen Bearbeitung, um das gleichzeitige Anliegen der Tragflächen der zwei – oder mehrteiligen T-Köpfe in axialer Richtung zu gewährleisten.
Nach anderen Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass zwischen montierten Schraubenköpfen und dem Gehäuseflansch ein oder mehrere Sicherungsmittel angeordnet ist oder sind. Diese sind so ausgebildet, dass erst bei einem korrekt eingesetzten Schraubenkopf die Funktion des Sicherungsmittel gewährleistet ist. Nur wenn die Tragflächen der Schraubenköpfe und Aufnahmen vollständig aneinander liegend sind, rasten die Sicherungsmittel ein oder lassen sich anbringen. Und es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schraubenköpfe als mindestens zweiflügelige T-Köpfe ausgebildet sind. Somit kann ein Maximum an tragenden Flächen bei einer solchen Verbindung erreicht werden.
Ein Minimum an Baugröße kann erreicht werden, wenn bei zweiflügeligen T-Köpfen in den Aufnahmen angeordnete Schlitze zur Durchführung der T-Köpfe tangential zum Flanschumfang angeordnet sind. Und je nach Art und Größe der zu übertragenden Kräfte sowie der zur Verfügung stehenden Platzverhältnisse in dem Gehäuseflansch der Pumpe, sind auch mehrflügelige Schraubenköpfe verwendbar. Bei einer ungleichen Flügelzahl würde dann die Mehrzahl der Flügel zur Drehachse des Motorpumpenaggregates hinweisen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen die
1 ein mit einem Dampferzeuger verbundenes Motorpumpenaggregat, die
2 ein Motorpumpenaggregat im Schnitt und die
3 und 4 Einzelheiten bei der Anordnung von T-Kopfschrauben In der 1 ist ein Motorpumpenaggregat 1 gezeigt, das unterhalb eines senkrecht montierten Dampferzeugers 2 hängend in zugehörige verbindende Rohrleitungen eines Kühlmittelkreislaufes eingeschweißt ist. Somit läuft ein im Dampferzeuger 2 vorhandenes Primärkreismedium auf kürzestem Wege durch eine Saugleitung 3 direkt der Hauptkühlmittelpumpe 1 zu und wird mit Hilfe von deren Pumpenlaufrad weiter gefördert. Alle Rohrleitungen des Kühlmittelkreislaufes sind mit dem Gehäuse 4 verschweißt, während ein Motorteil 5 und ein Wärmesperrenteil 6 nach Art eines Einschubes durch Verbindungsmittel 7 an einem Gehäuseflansch 8 am Gehäuse 4 der Hauptkühlmittelpumpe 1 befestigt sind.
2 zeigt einen Schnitt durch eine solche Hauptkühlmittelpumpe. In einem Wartungs-, Reparatur- oder Inspektionsfall werden die Muttern 9 der Verbindungsmittel 7, die gewöhnlich als Schraubbolzen ausgebildet sind, gelöst und der – mit einem Flansch 21 versehene – Motorteil 5 mit dem pumpennah angebrachten Wärmesperrenteil 6, einem Pumpenlaufrad 10 und strömungsführenden Gehäuseeinsatz 11 aus dem Gehäuse 4 herausgezogen.
Um bei beengten Raumverhältnissen einen kurzen Montage- und Hebeaufwand zu erreichen, sind mindestens über eine Hälfte des Gehäuseflansches 8 angeordnete Verbindungsmittel 7 in einfacher Weise aus dem Gehäuseflansch 8 entfernbar. Somit ist ein nach Art einer Patrone oder Einsatz ausgebildeter, aus Motorteil 5, Wärmesperrenteil 6 und Laufrad 10 bestehender Pumpeneinsatz nur bis zum Gehäuse flansch 8 des Gehäuses 4 herauszuziehen. Anschließend kann der komplette Pumpeneinsatz durch den von den Verbindungsmitteln 7 befreiten Bereich herausgehoben oder seitlich herausgeschwenkt werden. Bei den in solchen Hauptkühlmittelpumpen 1 verwendeten Duplexstählen neigen Schraubverbindungen sehr schnell zu einem so genannten Fressen, wenn sie unsachgemäß oder unter Zeitdruck benutzt oder montiert werden. Insofern stellt eine Schraubverbindung ein nicht zu unterschätzendes Risiko bei schwierigen Montagebedingungen oder Betriebsverhältnissen dar.
In 3 ist die Risikovermeidung dargestellt, welche die Verwendung von Verbindungsmitteln 7 mit in Aufnahmen 12 bajonettartig gehaltenen Schraubenköpfen 13 vorsieht. 3 zeigt in einem Ausschnitt einer transparenten Ansicht von unten auf einen Gehäuseflansch 8, in den ein Schraubenkopf 13 eines hier als T-Kopfschraube ausgebildeten Verbindungsmittel 7 montiert wird. Aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit sind nur drei von einer Vielzahl von zu montierenden Verbindungsmittel 7 dargestellt.
Innerhalb des Gehäuseflansches 8 sind die Aufnahmen 12 angeordnet, die einen Schlitz 14 zur Durchführung eines damit korrespondierenden T-Kopfes 15 eines als T-Kopfschraube ausgebildeten Verbindungsmittel 7 aufweist. Solche Aufnahmen 12 können innerhalb des massiven und hochfesten Gehäuseflansches 8 in bekannter spanabhebender Weise herausgearbeitet werden. Innerhalb des Gehäuseflansches 8 und hinter den Schlitzen 14 der Aufnahmen 12 befindet sich jeweils ein Freiraum 16. Dessen Größe ist so bemessen, dass innerhalb desselben eine Verdrehung eines Schraubenkopfes 13 oder T-Kopfes 15 möglich ist. Ebenso ist es möglich, die Aufnahmen 12 als eigenständige Bauteile auszubilden, die in entsprechenden Halterungen des Gehäuseflansches 8 befestigt sind, beispielsweise in entsprechende Gewindebohrungen eingeschraubt sind.
Um ein kleines Bauvolumen zu erreichen, ist eine Längsachse der Schlitze 14, durch die die T-Köpfe 15 hindurchgeführt werden, tangential zum Umfang des Gehäuseflansches angeordnet. Insbesondere bei zweiflügeligen T-Köpfen kann somit eine Montage mit in etwa parallel zum Umfang ausgerichteten Flügeln der T-Köpfe erfolgen.
Die hier linke der insgesamt 3 Darstellungen zeigt einen T-Kopf 15 vor der Einführung in eine Aufnahme 12. Die rechts daneben befindliche Darstellung zeigt einen T-Kopf 15, der komplett durch den Schlitz 14 der Aufnahme 12 hindurchgeführt und an einer Bodenfläche 17 innerhalb des Freiraumes 16 anliegt. Nach einer Verdrehung des T-Kopfes 15, hier um 90 Grad, liegt dieser mit seinen Anlageflächen verdrehgesichert in Rastflächen der Aufnahme 12.
Zur Lagesicherung der in ihrer kräfteübertragenden Position befindlichen Verbindungsmittel 7 ist von außen ein Sicherungsmittel 18 durch eine kleine Bohrung in den Gehäuseflansch 8 eingeschoben und darin befestigt. Ein solches Sicherungsmittel ist nur montierbar, wenn jeder T-Kopf 15 in den Rastflächen seiner Aufnahme 12 sicher anliegt. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Sicherungsmittel als eine handelsübliche Innensechskant- oder Inbusschraube dargestellt. Es können auch vergleichbare Mittel gewählt werden.
Die 4 zeigt eine andere Sicht auf eine transparente Darstellung gemäß 3, hier eine Ansicht von oben auf den Gehäuseflansch 8 und darin zu montierende Verbindungsmittel 7.
Die linke Darstellung zeigt eine Sicht auf die Aufnahme 12 mit darin angeordneten Rastflächen 19 und einen vor der Einführung befindlichen T-Kopf 15. Deutlich erkennbar sind Rastmittel 20, hier als leistenartige Elemente dargestellt. Diese Rastmittel können auch als punktförmige Erhebungen oder Vertiefungen ausgebildet sein. Als vorteilhaft hat sich deren Integration in eines der Bauteile erwiesen, um bei einer Montage oder Demontage nicht verloren gehen zu können.
Der mittlere T-Kopf 15 ist im eingeführten Zustand und anliegend an der Bodenfläche 17 des Freiraumes 16 sowie vor seiner Verdrehung dargestellt. Der Freiraum 16 hat eine axiale Erstreckung, deren Größe eine Verdrehung des T-Kopfes 15 oberhalb der Rastmittel 20 erlaubt.
Der hier rechte T-Kopf 15 ist in einem eingerasteten und gesicherten Zustand gezeigt. In dieser Ansicht liegt der T-Kopf vollständig auf den Rastflächen 19 auf und die Rastmittel 20 verhindern bei einem Schließen der Schraubverbindung durch Anziehen der – in 2 dargestellten – Muttern 9, dass sich ein Verbindungsmittel 7 verdreht.
Beim Zustand des gezeigten mittleren und mit einem T-Kopf 15 ausgestatteten Verbindungsmittel ist die Montage eines Sicherungsmittels 18 nicht möglich. Der T-Kopf versperrt den Weg für das Sicherungsmittel 18. Erst wenn ein T-Kopf 15 in seiner kräfteübertragenden Position in der Aufnahme 12 angelangt ist, damit in einer etwas abgesenkten Position, kann das Sicherungsmittel 18 durch einen freien Raum zwischen der Oberseite des T-Kopfes 15 und der Bodenfläche 17 des Freiraumes 16 vollständig in dem Gehäuseflansch montiert werden. Die Höhe dieses freien Raumes für eine Durchführung des Sicherungsmittels entspricht mindestens der Höhe eines Rastmittels 20 über der Rastfläche 19.
Im umgekehrten Fall, wenn ein Sicherungsmittel 18 montiert ist, bevor ein T-Kopf 15 eingesetzt ist, dann lässt sich ein T-Kopf 15 nicht vollständig in den freien Raum 16 einschieben. Somit kann er auch nicht in die kräfteübertragende Position gedreht werden. Damit ist gewährleistet, dass bei einem Anziehen von einer am Flansch 21 des Motorteiles 5 sich abstützenden Mutter 9 des Verbindungsmittels 7 kein Kraftschluss erzeugt werden kann.

1: Motorpumpenaggregat, Hauptkühlmittelpumpe
2: Dampferzeuger
3: Saugleitungen
4: Gehäuse
5: Motorteil
6: Wärmesperrenteil
7: Verbindungsmittel
8: Gehäuseflansch
9: Muttern
10: Pumpenlaufrad
11: Gehäuseeinsatz
12: Aufnahmen
13: Schraubenkopf
14: Schlitz
15: T-Kopf
16: Freiraum
17: Bodenfläche
18: Sicherungsmittel
19: Rastflächen
20: Rastmittel
21: Flansch des Motorteils

Claims

Motorpumpenaggregat (1), insbesondere Hauptkühlmittelpumpe, bestehend aus einem Gehäuse (4) einer Kreiselpumpe mit darin angeordneten Fördermitteln, einem Wärmesperrenteil (6), einem die Fördermittel antreibenden Motorteil (5) und kräfteübertragenden Verbindungselementen (7) zwischen einem Gehäuseflansch (8) des Gehäuses (4) der Kreiselpumpe und einem Flansch (21) des Motorteiles (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseflansch (8) auf mindestens dem halben Umfang mit Aufnahmen (12) zur Anordnung von darin bajonettartig gehaltenen Schraubenköpfen (13, 15) der Verbindungsmittel (7) versehen ist.
Motorpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (8) mit lagesichernden Rastflächen (19) versehen sind, welche die Schraubenköpfe (13, 15) in einer Montageposition halten.
Motorpumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (12) als separate Bauteile ausgebildet sind.
Motorpumpenaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (12) von der Motorseite her in den Gehäuseflansch (8) eingesetzt und darin lagegesichert gehalten sind.
Motorpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen montierten Schraubenköpfen (13, 15) und dem Gehäuseflansch (8) ein oder mehrere Sicherungsmittel (18) angeordnet ist oder sind.
Motorpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenköpfe (13, 15) als mindestens zwei- oder mehrflügelige T-Köpfe (15) ausgebildet sind.
Motorpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei zweiflügeligen T-Köpfen (15) in den Aufnahmen (12) angeordnete Schlitze (14) zur Durchführung der T-Köpfe (15) tangential zum Umfang des Gehäuseflansches (8) angeordnet sind.