DE8909355U1 - Zentrifugalpumpe für aggressive Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Interatom GmbH 89 G 6 7 2 5 DE

D-5060 Bergisch Gladbach 1

Zentrifugalpumpe für aggressive Flüssigkeiten

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zentrifugalpumpe, insbesondere für aggressive Flüssigkeiten oder sicherheitsreievante Kreisläufe, z. B. natriumgekühlte Kerrüaaktoranlageru Pumpen dieser Art werden zweckmäßigerweise mit senkrechter Welle ausgeführt, damit man das ein? obere Lager dieser Welle auf der Antriebsseite mit ausreichend Abstand von der Flüssigkeit anordnen k.-ir.n» während das andere untere Lag^r zwangsläufig in &&aacgr; sich bekannter Weise in der Flüssigkeit gelagert und von dieser geschmiert fcird. Auf der Druckseite einer solchen Pumpe ist zwsngslä-jf in eine Wellendichtung notwendig, so daß zwar Flüssigkeit durch diese Wellendichtung nach außen, aber auf keinen Fall Luft oder Gas in die Pumpe eindringen kann. Bei Pumpen für harmlose Flüssigkeiten oder nicht sicherheitsrelevante Kreisläufe bereitet die Ableitung dieser kleinen und unvermeidlichen Leckagemengen keine Probleme. Bei Natriumanlagen wurden diese Mengen bisher unter Schutzgas in einen drucklosen beheizten Behälter geführt und von dort in den Kreislauf der Anlage zurückgepumpt. Diese Methode erfordert in einem sicherheitsrelevanten Kreislauf eine zusätzliche sicherheitsklassifizierte Maßnahme.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, oei Zentrifugalpumpen die unvermeidlichen Leckagemengen von der Wellendichtung ständig in den Kreislauf zurückzuführen. Dabei muß bei allen Betriebszuständen das Eindringen von Luft bzw. Gas in den Kreislauf und das Eindringen von Flüssigkeit in das obere Lager auf der Antriebsseite vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Zentrifugalpumpe nach dem 1. Anspruch vorgeschlagen. In dem vorgeschlagenen Zwischenraum

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• ■»111 ■> ·« ' · · · wird die Füllstandshöhe gemessen und mit Hilfe des veränderbaren Gasdrucks darüber zwischen zwei zulässigen Werten konstant gehalten. Dieser Gasdruck ist normalerweise etwas geringer als der Pumpendruck und daher höher als der Druck auf der Saugseite der Pumpe. Daher wird die zwangsläufig aus der Wellendichtung austretende Flüssigkeit durch die Flüssigksitsvüibindung zum Saugstutzen d?.r Pumpe zurückgefördert. Wenn die Füllstands- oder Gasdruckregelung ausfallen oder nicht ausreichen sollte, steigt die Flüssigkeit und komprimiert schließlich das oberhalb des unteren Endes des Tauchrohres vorhandene Gasvolumen, so daß zumindestens für ein? begrenzte Zeit die Flüssigkeit nicht in das obere Lager eindringen kann. Das Gasvolumen und auch die Dichtung am oberen Lager sind so bemessen, daß bei Ausfall der Druckregelung die Pumpe für die Erfüllung ihrer Sicherheitsaufgabe genügend lange betrieben werden kann. Wenn die Füllstandshöhe unter den zulässigen Wert absinkt, wird zunächst der Gasdruck im Zwischenraum vermindert. Wenn diese Maßnahme nicht ausreichen sollte, so wird bei weiterem Absinken des Füllstandes zunächst die Öffnung im Zwischenraum zur Überlaufleitung freigelegt und das Gas in den höher gelegenen Druckbehälter abgeleitet. Auf die Weise bleibt immer genügend Flüssigkeit im Zwischenraum, damit auf keinen Fall das Gas in den Saugstutzen der Pumpe eindringen kann.

Die in weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach dem 2. Anspruch vorgeschlagene Strömungsdiode verhindert, daß bei schnellem Druckanstieg im Saugstutzen der Pumpe zu viel Flüssigkeit in den Zwischenraum eindringt. Strömungsdioden dieser Art sind bekannte Bauelemente.

Die in weiterer Ausgestaltung o'er Erfindung nach dem 3. Anspruch vorgeschlagene Drosselblende soll bei schnellen Druckänderungen im Kreislauf verhindern, daß in der Überlaufleitung Schwingungen einer Flüssigkeitssäule entstehen, die zu Fehlreaktionen der Regelung führen könnten.

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i..:V'i.?:O'O'::: 89G6725DE Mit dem Im 4. Anspruch vorgeschlagenen Flüssigkeitsabscheider soll verhindert werden, daß die gasführenden Leitungen durch Flüssigkeit verunreinigt oder gar zugesetzt werden. Dies ist von besonderer Bedeutung für Flüssigkeiten, wie das bereits erwähnte Natrium, die bei Raumtemperatur fest sind oder beim Kontakt mit der Raumluft feste Ablagerungen bilden.

Die Figur zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel der Erfindung anhand einer Zentrifugalpumpe für den Sekundär-

IG kreislauf eines natrluftgekühlten Kernreaktors. Die in einem Kernreaktor entstehende nukleare Wärme wird zunächst von einem primären Natriumkreislauf auf einen sekundären Natriumkreislauf und von diesem auf einen Wasserdampfkreislauf zum Betrieb einer Dampfturbine übertragen. Bei Kreisläufen dieser Art werden freie Natriumoberflächen mit einem inerten Schutzgas, beispielsweise Argon, abgedeckt, um das Eindringen von Luftsauerstoff und dessen Kontakt mit dem Natrium zu vermeiden.

Die Zentrifugalpumpe 1 hat einen Saugstutzen 2 und einen Druckstutzen 3. Ihr Laufrad 4 wird von einer Welle 5 bewegt, die einen Zwischenraum 6 mit einer unteren Wellendichtung 7 und einer oberen Wellendichtung 8 durchdringt und darüber von einem nicht näher dargestellten Elektro-Motor 9 angetrieben wird. In dem Zwischenraum 6 wird die Füllstandshöhe der durch die Wellendichtung 7 eindringenden Flüssigkeit mit den beiden Füllstandsfühlern 11 und 12 gemessen und mit der Regelung 13 eingehalten, indem durch das Tauchrohr 14 Gas zu- oder abgeführt wird. Weiterhin hat der Zwischenraum 6 eine Flüssigkeitsverbindung 15, die mit einem Ventil 16 geschlossen werden kann und über eine Strömungsdiode 17 an die Saugleitung 18 der Pumpe 1 angeschlossen ist. Oberhalb der Verbindung 15 mündet in den Zwischenraum 6 eine Überlaufleitung 19, die mit einem Ventil 20 geschlossen werden kann und über eine Drosselblende 21 zu einem oberhalb der Pumpe 1 angeordneten Druckbehälter 22 führt, der in diesem Fall einen Dampferzeuger 23 enthält und einen Eintrittsstutzen 24 sowie einen Austrittsstutzen 25 für

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Natrium hat. Das Tauchrohr 14 ist über einen Flüssigkeitsabscheider 26, der bei Natrium auch beheizt sein muß, an einen Gasbehälter 27 angeschlossen. Durch öffnen und/oder Schließen der Regelventile 28 und 29, die ihre Impulse vom Regler 13 erhalten, wird entweder Gas in den Zwischenraum hineingedrückt oder aus diesem in den Druckbehälter abgelassen.

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Claims (4)

Schutzansprüche

1. Zentrifugalpumpe (1) für Flüssigkeit mit einer senkrechten Welle (5), die am unteren Ende in der Flüssigkeit und am oberen Ende außerhalb der Flüssigkeit gelagert ist und mit einer Wellendichtung (7) auf der Druckseite der Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer unteren Wellendichtung (7) und einer oberen Wellendichtung (8) ein geschlossener Zwischenraum (6) vorhanden ist mit einer Füllstandsregelung (11. 12. 13) für die Flüssigkeit, mit einer Flüssigkeitsverbindung (15) zur Saugleitung (18) der Pumpe (1), mit einem Flüssigkeitsüberlaufrohr (19J zu einem oberhalb der Pumpe (1) angeordneten Druckbehälter (22) und mit einem Tauchrohr (14), das mit einem druckgeregelten Gasraum

(27) verbunden ist.

2. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung (15) zur Saugleitung (18) der Pumpe (1) eine Strömungsdiode (17) vorhanden ist, deren Widerstand in Richtung zur Saugleitung (18) kleiner ist als umgekehrt.

3. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Überlaufleitung (19) eine Drosselblende (21) vorhanden ist.

4. Zentrifugalpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Tauchrohr (14) und dem druckgeregelten Gasraum (27) ein Flüssigkeitsabscheider

(26) vorhanden ist.

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