FI68882C - Centrifugalpump omfattande en loestagbar diffusoer - Google Patents

Description

1 68882

Irrotettavan diffuusorin käsittävä keskipakopumppu

Keksintö koskee irrotettavan diffuusorin käsittävää keskipakopumppua, jota käytetään nesteen, esim. ydin-5 reaktorin jäähdytysnesteen kierrättämiseen.

Esimerkiksi painevettä käyttävissä ydinreaktoreissa reaktorin sydämen muodostavien polttoyksiköiden jäähdytysneste kiertää jäähdytys- 1. primaaripiirissä moottori-pumppuryhmien avulla, joihin kuuluu kierukkakeskipakopump-10 pu ja sen käyttömoottori.

Tällaisessa keskipakopumpussa on kierukkakammio, joka on yleensä hitsattu primaaripiirin putkiin ja johon on tehty aukot pumppuun tulevaa ja siitä poistuvaa jäähdytys-nestettä varten.

15 Irrotettava imuputki on sovitettu kierukkakammion aukon jatkeeksi kammion sisäpuolelle ja käyttömoottoriin yhdistettyyn akseliin asennettu roottori on sijoitettu kierukkakammioon imuputkijatkeeseen jäähdytysnesteen kierrätystä varten. Roottori käsittää siipipyörän, jonka ym-20 pärillä on kiinteä diffuusori, jossa on nesteen ohjaus-siivet ja joka liittyy imuputken toiseen päähän. Diffuusori asennetaan kierukkakammioon yleensä kiinteänä ja pysyvänä rakenteena joko suoraan tai ainoastaan imuputken avulla.

25 Kierukkakammioon on tehty aukko, josta roottori saadaan paikalleen pumppua asennettaessa ja joka on tiivistetty tiivisteellä, joka sallii roottorin akselin läpimenon kierukkakammion ja roottoria varten tehdyn aukon yläpuolelle kiinnitetyn käyttömoottorin väliin.

30 Roottorin ympärille sovitettu diffuusori ohjaa roottorin siipipyörän liikkeelle panemaa jäähdytysnestettä kammiossa ennen jäähdytysveden poistumista poisto-aukosta.

Tällaiset pumput, jotka ovat erittäin suuritehoi-35 siä (yli 20.000 m3/h) ja kierrätävät korkean paineen ja lämpötilan omaavaa nestettä, joutuvat toimimaan poikkeuk- 2 68882 sellisen ankarissa käyttöolosuhteissa.

Toisaalta näiltä laitteilta vaaditaan erittäin suurta käyttövarmuutta/ joten niiden tarkastus- ja huoltotoimenpiteet on suoritettava aina pumpun kahden yhtäjak-5 soisen käyttöjakson välillä.

Tällöin moottori-pumppuryhmä on konstruoitava irrotettavana yksikkönä, jotta kierukkakammion sisäpinta ja hitsausliitokset pystyvään tarkastamaan.

Kierukkakammiossa, jonka yläpuolelle on sovitettu 10 pumpun käyttömoottori, on aksiaalisen yläaukon halkaisijan oltava mahdollisimman pieni käytössä esiintyvien, esimerkiksi pumpun ja moottorin välisiin liitoselimiin kohdistuvien rasitusten rajoittamiseksi.

Nämä kaksi vaatimusta, koskien pumpun sisäosien 15 helppoa käsiteItävyyttä ja kierukkakammion aksiaalisen aukon mitoitusta, ovat ristiriidassa keskenään, sillä kierukkakammion sisäpinnan ja hitsausten tarkastaminen edellyttää dif fuusorin purkautumista ja vetämistä ulos kammion aksiaalisesta aukosta.

20 Tämän vuoksi onkin ehdotettu käytettävän diffuu- soria, joka on aksiaalirakennetta, jolloin kierukkakammion tarkastus- ja huoltotoimenpiteet on helpompi suorittaa kammion yläpuolella olevasta aksiaalisesta aukosta. Dif-fuusorin hydraulisesta rakenteesta tulee tällöin kuiten-25 kin epäedullinen ja se edellyttää joka tapauksessa kierukkakammion aukon suhteellisen suurta halkaisijaa.

Jos diffuusori tehdään hydrauliikan kannalta parempana säteisrakenteena, kammion yläaukon on oltava vielä suurepipi, mikä aiheuttaa taas edellä mainitut epä-30 kohdat.

Tunnetaan lisäksi pumppuja tai muita pyöriviä koneita, jotka käsittävät useista erillisistä osista koostuvan diffuusorin, mikä kyllä helpottaa diffuusorin valmistusta tai pumpun asennusta (CH-patentti 156 537, 35 FR-patentti 2 145 350 ja GB-1 016 097). Tällaisia dif-fuusoreita ei kuitenkaan ole konstruoitu siten, että 3 68882 ne voitaisiin irrottaa ja asentaa uudelleen yksinkertaisin toimenpitein pumpun huoltoa ja tarkastusta varten tietyn käyttöjakson jälkeen.

Keksinnön kohteena on keskipakopumppu nesteen kier-5 rätystä varten, jossa on irrotettava diffuusori ja joka käsittää kierukkakammion, nesteen syöttö- ja poistoaukot ja irrotettava imuputki, joka on kiinnitetty kierukkakam-mioon nesteen syöttöaukon alueella ja suunnattu kierukka-kammion sisään, roottorin, joka on sovitettu kierukkakam-10 mioon ja kiinnitetty akseliin, joka menee kierukkakammion seinämään tehdyn aukon läpi, jonka kautta roottori työnnetään kammioon, roottorin akselin kiinnittämiseksi käyt-tömoottoriin ja renkaanmuotoisen diffuusorin, joka on sovitettu roottorin ympärille kierukkakammioon ja kiinni-15 tetty toisesta päästään imuputkeen.

Pumpun sisäosien, nimenomaan kierukkakammion sisäpinnan ja diffuusorin tarkastus- ja huoltotoimenpiteet voidaan suorittaa sopivilla laitteilla, jotka työnnetään kammioon roottorin asennusta varten tehdyn em. aukon läpi. 20 Keksinnölle on tunnusomaista, että diffuusori kä sittää ainakin kolme osaa, jotka voidaan erottaa ja liittää toisiinsa pitkin liitospintoja, jotka kulkevat diffuusorin koko rungon yli diffuusorin lähinnä roottoria olevan sisäpinnan ja diffuusorin lähinnä kierukkakammion 25 sisäpintaa olevan ulkopinnan välissä sekä diffuusorin ja irrotettavilla yhdysvälineillä varustetun imuputken välisen liitospään ja vastakkaisen pään välissä, jolloin jokainen näistä diffuusorin osista on muodostettu imuputken liittyvään päähän nähden vastakkaisessa päässä puoli-30 suunnikkaan muotoisen poikkileikkauksen käsittävänä pyöreänä urana ja käsittää ulokkeen, joka muodostaa rengas-osan, että kierukkakammio käsittää renkaan muotoisen uran, joka liittyy diffuusorin jokaisen osan renkaan muotoisiin ulokkeisiin, ja että keskiöintiosa, jossa on puolisuun-35 nikkaan muotoisen poikkileikkauksen omaava renkaan muotoinen osa, on kiinnitetty irrotettavasti kierukkakammioon 4 68882 sen sitomiseksi diffuusorin eri osien urien muodostamaan, puolisuunnikkaan muotoisen poikkileikkauksen omaavan renkaan muotoiseen uraan, kun diffuusorin osat on asetettu vierekkäin niiden asentamista varten.

5 Keksinnön ymmärtämisen helpottamiseksi selostetaan nyt lähemmin kahta keksinnön mukaisen keskipakopumpun sovellu-tusmuotoa viittaamalla oheisiin kuvioihin. Nämä kaksi keksinnön mukaista keskipakopumppurakennetta vastaavat tyypiltään painevettä käyttävien ydinreaktorien primaari-10 piirin pumppua.

Kuvio 1 on osittainen pystyleikkaus symmetriata-sossa, ydinreaktorin primaaripiirin tunnetusta keskipakopumpusta .

Kuvio 2 on leikkaus kuvion 1 linjaa A-A pitkin.

15 Kuvio 3 on osaleikkaus pystysuorassa symmetriata- sossa keksinnön mukaisesta pumpusta.

Kuvio 4 on kaaviokuva kuviossa 3 esitetyn pumpun diffuusorin alaosasta.

Kuvio 5 vastaa muuten kuviota 3, mutta havainnol-20 listaa nyt toista mahdollisuutta diffuusorin kiinnittämiseksi pumpun imuputkeen.

Kuvioissa 1 ja 2 esitetty ydinreaktorin pri-maaripiireissä nykyään käytettävä pumppu käsittää mootto-riyksikön 1 ja pumppuyksikön 2. Moottoriyksikkö 1 on yh-25 distetty pumpun kierukkakammioon 3 tukiosalla 4, joka on kiinnitetty ruuveilla kammion 3 yläosaan kammion aksiaalisen yläaukon 5 tasoon. Pumpun roottori 6 on asennettu akseliin 7, joka on liitetty moottorin 1 akseliin 8.

Siipipyörän käsittävä roottori 6 työnnetään kam-30 mioon aukosta 5 pumppua asennettaessa. Akseli 7 saadaan tiiviiksi liitos- ja laakeriosilla 9, kun pumppu on asennettu valmiiksi (kuvio 1). Aukko 5 suljetaan sitten sul-kuosalla 10.

Lämpösulku 11 rajoittaa lämmön siirtymistä kie-rukkakammion ja pumpun yläosan välillä (laakeri, tiivis-35 tysliitokset jne.).

5 68882

Vauhtipyörä 12 on asennettu moottorin akselin yläpäähän moottorin yläosassa.

Kierukkakammiossa 3 on tuloaukko 14 ja poistoaukko, joka muodostaa paineveden virtausputken 15. Aukon 14 jat-5 keena on imuputki 16 kierukkakammion 3 sisällä. Putki 16 on kiinnitetty kammioon 3 ja se voidaan irrottaa ja vetää ulos aukosta 5.

Diffuusori 18 on yhdistetty imuputken 16 poisto-päähän kammion sisäpuolelle. Tämä kiinteä ja renkaan muo-10 toinen diffuusori on kokonaan roottorin 6 ympärillä ja ohjaa vettä, jonka kiertosuunta pumpussa on esitetty nuolilla.

Kiinnitysjalat 19 yhdistävät pumpun tukirakenteeseen .

15 Kuviossa 3 nähdään osa keksinnön mukaisesta keski pakopumpusta. Siinä on kierukkakammio 23, jossa on aksiaalinen yläaukko 25, jonka kautta siipipyörän 27 käsittävä roottori 26 saadaan kammion sisälle.

Kuvioista 3 ja 4 nähdään, että pumpun diffuusori 20 21, joka on kiinnitetty imuputkeen 22 ruuveilla 30, kä sittää kuusi osaa 21a, 21b, 21c, 21d, 21e ja 21f, jotka liittyvät toisiinsa kohdissa 31a, 31b, 31c, 31d, 31e ja 31f.

Liitoskohdat 31 ovat kaarevia ja suuntautuvat dif-25 fuusorin 21 koko pyöreän rungon läpi roottorin 26 puoleisen sisäpinnan 32 ja kammion 23 alapintaan suuntautuvan ulkopinnan 33 välissä. Liitoskohdat 31 ulottuvat myös diffuusorin koko korkeudelle, ts. diffuusorin ja imuputken 22 liitoskohdasta diffuusorin yläosaan kammion aksiaa-30 lisen yläaukon 25 tasossa.

Diffuusorin nämä kuusi osaa 21a - 21f voidaan irrottaa toisistaan, kun diffuusori halutaan ottaa ulos kammiosta.

Liitoskohdat 31 ovat diffuusorin kahden viereisen 35 siiven 35 välissä.

6 68882

Jotkut diffuusorin osat, esim. osa 21d, on sovitettu siten, että diffuusorin sisäpintaan 32 osia irrotettaessa syntyvä aukko on suurempi kuin osan 21d pinta, joka muodostaa osan diffuusorin pinnasta 33.

5 Jokainen diffuusorin osa 21a - 21f käsittää yhden tai useamman kierrereiän ruuveja 30 varten, niin että diffuusorin alaosa voidaan kiinnittää imuputkeen 22.

Jokainen diffuusorin osa on muotoiltu yläpäästään renkaan muotoiseksi uraksi 36, jonka symmetria-akselina 10 on diffuusorin symmetria-akseli, joka vastaa roottorin akselia yy', kun diffuusori ja roottori on sovitettu pumpun kierukkakammioon 23.

Kuten kuvio 3 esittää, uran 36 poikkileikkaus on puolisuunnikkaan muotoinen, jonka yksi sivu kallistuu 15 ylöspäin pumpun akselin suuntaan.

Jokainen diffuusorin osa käsittää myös rengasulok-keen 37, jonka symmetria-akselina on myös diffuusorin akseli tai pumpun akseli yy', kun diffuusori on paikallaan kammiossa.

20 Kammion 23 yläseinämässä on renkaan muotoinen ura 38 (akseli yy')·

Keskiöintiosa 40, jossa on puolisuunnikkaan muotoisen poikkileikkauksen omaava osa 41, on rengas (akseli yy'). Rengasosa 40 pannaan aukkoon 25 kammion 23 ylä-25 puolelle ja kiinnitetään kammioon ruuveilla 44 ja niitä vastaavilla kierrerei'illä, jotka on porattu kammion 23 yläseinämään.

Ura 36 ja keskiöintiosan 40 osa 41 ovat samanlaisia (kuvio 3).

30 Diffuusori valmistetaan valamalla yhtenä kappalee na, minkä jälkeen se leikataan osiksi 21 - 21f ja työstetään sopivalla tavalla, mutta aivan yhtä hyvin diffuusorin osat voidaan valmistaa myös erikseen.

Seuraavassa selostetaan kuvioihin 3 ja 4 viittaa-35 maila diffuusorin 21 asentamista kierukkakammioon.

7 68882

Diffuusorin asennuksen aikana aukko 25 on täysin avoin. Roottori 26 ja imuputki 22 eivät ole vielä tällöin paikallaan kammiossa, eikä myöskään keskiöintiosa 40 ole kammion yläpuolella.

5 Diffuusorin eri osat (lohkot) työnnetään kammioon 23 aukosta 25 sopivassa asennossa.

Kun diffuusorin osat sijoitetaan kammioon 23, niiden ulokkeet 37 tulevat uraan 38, jolloin ne pysyvät väliaikaisesti paikallaan. Osien 21a, 21b, 21c, 21e ja 21f 10 jälkeen pannaan paikalleen osa 21d, jonka ulkopinta tulee osien 21c ja 21e väliseen tilaan. Osa 21d tulee tällöin asentoon 21'd, kuten kuvassa 4 on katkoviivoilla esitetty. Osaa 21d käännetään sitten pisteen 0 kautta kulkevan pystyakselin ympäri erikoistyökalulla, jolloin se saadaan 15 asennosta 21'd lopulliseen asentoonsa 21d.

Eri urat 36, jotka on muodostettu diffuusorin 21 eri osien yläpintoihin, muodostavat yhtenäisen renkaan muotoisen uran, johon keskiöintiosan 40 osa 41 työnnetään, jolloin diffuusori saadaan paikalleen oikein keskiöitynä. 20 Ruuvit 44 kierretään kierrereikiin 45, jolloin osa 40 saadaan kiinni ja diffuusori 21 keskiöidyksi paikalleen kammioon. Tämän jälkeen imuputki 22 työnnetään keskellä olevan aukon läpi ja kiinnitetään kammioon.

Diffuusori kiinnitetään sitten paikalleen kammioon 25 ruuveilla 30, jotka yhdistävät diffuusorin 21 alaosan imu-putkeen 22.

Diffuusori irrotetaan luonnollisesti päinvastaisessa järjestyksessä.

Kuviossa 5 nähdään eräs muunnelma diffuusorin 21 30 alaosan ja imuputken 22 yläosan välisestä kiinnityksestä.

Tässä kiinnitysrakenteessa diffuusorin 21 alaosan 48 muodostaa lieriön muotoinen jatko-osa, joka liittyy imuputken 22 yläosaan.

Todetaan keksinnön mukaisen laitteen pääasiallisen 35 edun olevan siinä, että pumpun diffuusori voidaan irrottaa sen ja kierukkakammion sisäpinnan sekä hitsaussaumojen 8 68882 tarkastusta varten myös silloin, kun pumpun aksiaalisen yläaukon halkaisija on pieni.

Lisäksi diffuusorin eri osien rakenteesta johtuen se on helpompi panna paikalleen kierukkakammioon. Diffuuso-5 rin osien lopullinen asento määräytyy automaattisesti kun keskiöintiosa pannaan paikalleen, joten asennusvirheitä ei tapahdu.

Diffuusorin alaosan kiinnittäminen irrotettavana rakenteena imuputkeen voi tapahtua monella eri tavalla.

10 Diffuusorin jakaminen eri osiin, jolloin se pystytään irrottamaan, ei ole myöskään rajoitettu edellä selostetun rakenteen käyttöön.

Keksintöä voidaan soveltaa kaikkiin keskipakopump-putyyppeihin, ts. sekä radiaali- että aksiaalidiffuuso-15 rin käsittäviin pumppuihin.

Pumppua voidaan edellä esitetyn sovellutuksen (ydinreaktorin jäähdytysnesteen kierrätys) lisäksi käyttää myös moniin muihin erilaisiin tarkoituksiin.

Claims (8)

1. 9 68882
2. 1. Keskipakopumppu nesteen kierrätystä varten, jossa on irrotettava diffuusori ja joka käsittää kie-5 rukkakammion (23), nesteen syöttö- ja poistoaukot (14) ja (15) irrotettava imuputki (22) , joka on kiinnitetty kierukkakammioon (23) nesteen syöttöaukon (14) alueella ja suunnattu kierukkakammion sisään, roottorin (26), joka on sovitettu kierukkakammioon (23) ja kiinnitetty 10 akseliin, joka menee kierukkakammion (23) seinämään tehdyn aukon (25) läpi, jonka kautta roottori (26) työnnetään kammioon, roottorin akselin kiinnittämiseksi käyttömoottoriin ja renkaanmuotoisen diffuusorin (21), joka on sovitettu roottorin (26) ympärille kierukka-15 kammioon (23) ja kiinnitetty toisesta päästään imuput-keen (22), tunnettu siitä, että diffuusori (21) käsittää ainakin kolme osaa, jotka voidaan erottaa ja liittää toisiinsa pitkin liitospintoja (31), jotka kulkevat diffuusorin koko rungon yli diffuusorin lähinnä 20 roottoria (26) olevan sisäpinnan (32) ja diffuusorin lähinnä kierukkakammion (23) sisäpintaa olevan ulkopinnan (33) välissä sekä diffuusorin ja irrotettavilla yhdysvälineillä (30) varustetun imuputken (22) välisen liitospään ja vastakkaisen pään välissä, jolloin jo-25 kainen näistä diffuusorin (21) osista on muodostettu imuputken (22) liittyvään päähän nähden vastakkaisessa päässä puolisuunnikkaan muotoisen poikkileikkauksen käsittävänä pyöreänä urana (36) ja käsittää ulokkeen (37), joka muodostaa rengasosan, että kierukkakammio 30 (23) käsittää renkaan muotoisen uran (38), joka liittyy diffuusorin (21) jokaisen osan renkaan muotoisiin ulokkeisiin (37), ja että keskiöintiosa (40), jossa on puolisuunnikkaan muotoisen poikkileikkauksen omaava renkaan muotoinen osa (41), on kiinnitetty irrotettavas-35 ti kierukkakammioon (23) sen sitomiseksi diffuusorin 10 63882 (21) eri osien urien (36) muodostamaan, puolisuunnik-kaan muotoisen poikkileikkauksen omaavaan renkaan muotoiseen uraan, kun diffuusorin osat on asetettu vierekkäin niiden asentamista varten.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen keskipakopump pu, tunnettu siitä, että diffuusorin (21) pään ja imuputken (22) väliset irrotettavat liitosvälineet ovat ruuveja (30).
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen keskipakopump-10 pu, tunnettu siitä, että diffuusorin pään ja imuputken väliset irrotettavat liitosvälineet koostuvat lieriöosasta (48), joka on diffuusorin jatkeena ja peittää imuputken vastaavan lieriöosan.
5. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen kes-15 kipakopumppu, tunnettu siitä, että diffuusorin eri osien väliset liitospinnat (31) ovat kaarevia pintoja, jotka sijaitsevat diffuusoriin nähden sen kahden vierekkäisen siiven (35) välissä.
6. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen keskipakopump-20 pu, tunnettu siitä, että diffuusorin (21) roottoriin (26) päin suunnatun sisäpinnan (32) tasossa ainakin yhden diffuusoriosan (2Id) ulkopinta (33) on suunnattu kierukkakammion (23) sisäpintaan päin ja leveydeltään pienempi kuin diffuusorin niiden kahden osan 25 (21c ja 21e) välinen vapaa tila, joiden väliin osa (21d) on sovitettu.
7. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen keskipakopumppu, tunnettu siitä, että renkaan muotoinen keskiöintiosa (40) on kiinnitetty roottorin (26) 30 asentamista varten kierukkakammioon (23) tehdyn aksiaalisen aukon (25) kehään. 68882 11
8. 1. Centrifugalpump för cirkulerande av en vätska med en demonterbar diffusör och omfattande en spiralkam-5 mare (23), inlopps- och utloppsöppningar (14 och 15)för vätska, ett löstagbart sugrör (22), vilket fastsatts pä spiralkamraaren (23) i nivä med vätskans inloppsöppning (14) och riktats in i spiralkammaren, en rotor (26), vilken Mr anordnad i spiralkammaren (23) och fäst vid 10 en axel, vilken gär genom en i väggen av spiralkammaren (23) gjord öppning (25), genom vilken rotorn (26) in-skjuts i kammaren för fästande av rotoraxeln vid en driv-motor, och en ringformad diffusör (21), vilken är anordnad kring rotorn (26) i spiralkammaren (23) och fäst i ena 15 ändan vid sugröret (22), kännetecknad därav, att diffusören (21) omfattar atminstone tre delar, vil-ka kan separeras och förenas med varandra längs de för-bindningsytor, vilka gär över hela rotorstommen mellan diffusörens närmast rotorn (26) belägna inre yta (32) 20 och diffusörens närmast spiralkammarens (23) inre yta belägna yttre yta, samt mellan diffusörens förbindnings-ände med sugröret (22) försett med löstagbara anslutnings-medel (30)och den motsatta änden, varvid var och en av dessa delar av diffusören (21) i motsatta änden av den 25 tili sugröret (22) anslutna änden utformats som en rund fördjupning (36) med trapetsformigt tvärsnitt och omfattar ett utspräng (37), vilket bildar en ringdel, att spiralkammaren (23) omfattar en ringformig fördjupning (38), vilken ansluter sig tili de ringformiga 30 utsprängen (37) pä varje del av diffusören (21), och att centeringsdelen (40), vilken har ett ringformigt parti (41) med trapetsformigt tvärsnitt, monterats löstagbart vid spiralkammaren (23) för att förbinda den med den ringformiga fördjupningen, vilken bildas av för-35 djupningarna (36) i diffusörens olika delar och vilken