RU2041396C1

RU2041396C1 - Pressure-tight electric pump

Info

Publication number: RU2041396C1
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Ребкало; А.Н. Глазков
Original assignee: Опытное конструкторское бюро машиностроения
Priority date: 1992-02-04
Filing date: 1992-02-04
Publication date: 1995-08-09

Abstract

FIELD: nuclear power engineering. SUBSTANCE: refrigerator is built in the housing provided with front and rear flanges. The refrigerator has heat transfer passages to provide circulation of fluid to be pumped in the passages and spaces of the rotor and heat withdrawing passages. Half of the toroidal casing are made in block with the rear flange. The second part is coupled with the first one. The heat withdrawing passages are defined by a bank of ring-shaped pipes arranged in the casing to define heat transferring passages between them. A hollow is made in the casing and the rear flange at the site of position of which a pipe plates are mounted. The ends of the ring- shaped pipes are welded to the plates coupled with the casing and covers to permit pipes to be in communication with the connecting pipes built in the covers for supplying and discharging coolant. EFFECT: enhanced reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, в частности к герметичным электронасосам, применяемым, например, в атомной энергетике. The invention relates to a pump engineering industry, in particular to sealed electric pumps, used, for example, in nuclear energy.

Известен герметичный электронасос с "сухим" статором, содержащим трубчатый холодильник, выполненный в виде змеевика, навитого вокруг корпуса и кожуха, закрывающего его снаружи. Змеевик соединен с полостью ротора каналами, выполненными в корпусе. Циpкуляция перекачиваемой среды в полости ротора и змеевике осуществляется импеллером, установленным на валу ротора. Охлаждающая среда подается в полость, образованную кожухом и корпусом (см. Синев Н. М. Удовиченко Л.М. Герметичные водяные насосы атомных энергетических установок. М. Атомиздат, 1967, с. 233, 234. рис. 8.30). Known sealed electric pump with a "dry" stator containing a tubular refrigerator, made in the form of a coil, wound around the body and casing, covering it from the outside. The coil is connected to the rotor cavity by channels made in the housing. The pumped medium is circulated in the rotor cavity and the coil by an impeller mounted on the rotor shaft. The cooling medium is fed into the cavity formed by the casing and the casing (see Sinev N. M. Udovichenko L. M. Sealed water pumps of nuclear power plants. M. Atomizdat, 1967, p. 233, 234. Fig. 8.30).

Недостатком данной конструкции насоса является малая толщина стенки кожуха, что снижает надежность и безопасность, так как в случае применения насоса для перекачивания радиоактивной среды, находящейся под высоким давлением, при разгерметизации трубки змеевика возможен выход радиоактивной среды наружу. Кроме того, указанный насос неработоспособен при высоком давлении охлаждающей среды, что не позволяет применить его в установках, в которых одним из условий безопасности является обеспечение возможности повышения давления охлаждающей среды выше давления перекачиваемой среды. The disadvantage of this pump design is the small wall thickness of the casing, which reduces reliability and safety, since if the pump is used to pump a radioactive medium that is under high pressure, a radioactive medium may escape when the coil tube is depressurized. In addition, the specified pump is inoperative at high pressure of the cooling medium, which does not allow its use in installations in which one of the safety conditions is the possibility of increasing the pressure of the cooling medium above the pressure of the pumped medium.

Известен герметичный электронасос с холодильником приводного электродвигателя, встроенным в корпусе и выполненном в виде двух рядов концентрично расположенных каналов. По каналам, расположенным ближе к статору, циркулирует охлаждающая среда. Каналы, расположенные снаружи, соединены с полостью ротора и по ним циркулирует перекачиваемая среда (см. а.с. СССР N 347462, кл. F 04 D 29/58, 1969). Те и другие каналы рассчитаны на давление перекачиваемой среды и в случае разгерметизации каналов с перекачиваемой средой выход радиоактивной среды наружу может быть исключен путем отсечения холодильника вентиляции по линиям подвода и отвода охлаждающей среды. Однако наличие у холодильника этого насоса толстостенных перемычек между теплопередающими и теплоснимающими каналами снижает эффективность теплосъема, что не позволяет использовать данную конструкцию для насосов большой мощности из-за больших тепловыделений и ограниченных возможностей выполнения в корпусе необходимых теплопередающих и теплоснимающих поверхностей. Known sealed electric pump with a drive motor refrigerator, built-in in the housing and made in the form of two rows of concentrically arranged channels. Through channels located closer to the stator, the cooling medium circulates. The channels located outside are connected to the cavity of the rotor and the pumped medium circulates through them (see AS USSR N 347462, class F 04 D 29/58, 1969). Those and other channels are designed for the pressure of the pumped medium, and in case of depressurization of the channels with the pumped medium, the output of the radioactive medium to the outside can be eliminated by cutting off the ventilation refrigerator along the supply and exhaust lines of the cooling medium. However, the presence of thick-walled jumpers between the heat transfer and heat-removing channels in the refrigerator of this pump reduces the heat removal efficiency, which does not allow the use of this design for high-power pumps due to the large heat release and the limited ability to carry out the necessary heat transfer and heat-transfer surfaces in the casing.

Наиболее близким к описываемому изобретению является герметичный электронасос, содержащий корпус с передним и задним фланцами и встроенный в него холодильник, имеющий теплопередающие каналы для циркуляции в них и в полости ротора перекачиваемой среды и теплоснимающие каналы. В случае применения данной конструкции в электронасосах, предназначенных для перекачивания сред с высоким давлением, для обеспечения безопасности стенки корпуса и кожуха должны быть рассчитаны на давление перекачиваемой среды, что приведет к усложнению конструкции и увеличению диаметральных размеров насоса. Closest to the described invention is a sealed electric pump containing a housing with front and rear flanges and a refrigerator built in it, having heat transfer channels for circulation in them and in the cavity of the rotor of the pumped medium and heat transfer channels. In the case of using this design in electric pumps designed for pumping high-pressure media, to ensure safety, the walls of the casing and casing must be designed for the pressure of the pumped medium, which will lead to a complication of the design and an increase in the diametrical dimensions of the pump.

Настоящее изобретение направлено на упрощение конструкции, уменьшение диаметральных размеров насоса и снижение его веса и стоимости. The present invention is aimed at simplifying the design, reducing the diametrical dimensions of the pump and reducing its weight and cost.

Указанная техническая задача достигается тем, что герметичный электронасос, содержащий корпус с передним и задним фланцами и встроенным в ней холодильником, имеющим теплопередающие каналы с циркулирующей в них и в полости ротора перекачиваемой средой и теплоснимающие каналы, снабжен трубными досками, крышками со встроенными в них штуцерами для подвода и отвода охлаждающей среды и кожухом тороидальной формы, одна половина которого выполнена заодно с первой, теплоснимающие каналы холодильника образованы пучком кольцеобразных труб, размещенных в кожухе с образованием между ними теплопередающих каналов, в кожухе и заднем фланце корпуса выполнена выемка, в месте расположения которой установлены трубные доски, кольцеобразные трубы концами приварены к доскам, а последние соединены с кожухом и крышками с возможностью сообщения труб со штуцером. The specified technical problem is achieved in that a sealed electric pump containing a housing with front and rear flanges and a refrigerator built in it, having heat transfer channels with a pumped medium circulating in them and rotor cavities and heat removal channels, is equipped with tube plates, covers with fittings built into them for supplying and discharging a cooling medium and a toroidal casing, one half of which is made integral with the first, the heat-removing channels of the refrigerator are formed by a bunch of ring-shaped pipes, times eschennyh in the casing to form therebetween the heat transfer channels in the housing and the rear flange body has a recess, at the location of which there are tube plates, the annular pipe ends are welded to the planks and the latter are connected to the casing and the lids to communicate with the pipe fitting.

На фиг. 1 изображено продольное сечение герметичного электронасоса; на фиг. 2 вид сверху на фиг. 1; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a sealed electric pump; in FIG. 2 is a top view of FIG. 1; in FIG. 3, section AA in FIG. 1.

Электронасос содержит корпус 1, имеющий передний фланец 2 и задний фланец 3, холодильник 4, ротор 5 и статор 6. В стенке корпуса 1 выполнены снимающие тепло со статора 6 каналы 7 в виде сверлильный 8, соединенные с двух сторон коллекторами 9. Коллекторы 9 сообщены со штуцерами 10 для подвода и отвода охлаждающей среды. Холодильник 4 состоит из кольцеобразных труб 11, кожуха 12, трубных досок 13 и крышек 14 со встроенными в них штуцерами 15 и 16 для подвода и отвода охлаждающей среды. The electric pump contains a housing 1 having a front flange 2 and a rear flange 3, a refrigerator 4, a rotor 5 and a stator 6. In the wall of the housing 1, channels 7 are removed that remove heat from the stator 6 in the form of a drill 8, connected to the collectors by two collectors 9. The collectors 9 are communicated with fittings 10 for supplying and discharging a cooling medium. The refrigerator 4 consists of ring-shaped pipes 11, a casing 12, tube plates 13 and covers 14 with fittings 15 and 16 integrated therein for supplying and discharging a cooling medium.

Кожух 12 состоит из двух половин 17 и 18. Одна половина 17 кожуха 12 выполнена заодно целое с задним фланцем 3, вторая половина 18 соединена с первой сварными швами 19 и 20. Теплоснимающие каналы 21 холодильника 4 образованы пучком кольцеобразных труб 11, размещенных в кожухе 12 с образованием между ними теплопередающих каналов 22. В кожухе 12 и заднем фланце 3 корпуса 1 выполнена выемка 23, в месте расположения которой установлены трубные доски 13. Кольцеобразные трубы 11 концами приварены к доскам 13 сварными швами 24, а последние соединены с кожухом 12 и крышками 14 сварными швами 25 и 26. The casing 12 consists of two halves 17 and 18. One half 17 of the casing 12 is integral with the rear flange 3, the second half 18 is connected to the first welds 19 and 20. The heat-removing channels 21 of the refrigerator 4 are formed by a bundle of ring-shaped pipes 11 located in the casing 12 with the formation of heat-transmitting channels between them 22. In the casing 12 and the rear flange 3 of the housing 1, a recess 23 is made, at the location of which pipe boards 13 are installed. The annular pipes 11 are welded 24 to the boards 13 and the latter are connected to the casing 12 and the cover and 14 by welds 25 and 26.

В корпусе 1 выполнены сверления 27, 28 и 29, которые соединяют теплопередающие каналы 22 с полостью 30 ротора 5. Ротор установлен на подшипниках 31 и 32 и снабжен импеллером 33 для перекачивания среды в автономном контуре охлаждения. Drill 27, 28 and 29 are made in the housing 1, which connect the heat transfer channels 22 to the cavity 30 of the rotor 5. The rotor is mounted on bearings 31 and 32 and is equipped with an impeller 33 for pumping the medium in an autonomous cooling circuit.

Герметичный электронасос работает следующим образом. Sealed electric pump operates as follows.

После пуска насоса импеллер 33 начинает подавать перекачиваемую среду по сверлениям 27 и 28 в теплопередающие каналы 22 и далее по сверлениям 29 в полость 30 и импеллер 33, охлаждая ротор 5 и подшипники 31 и 32. Нагретая в полости 30 среда через теплопередающие поверхности труб 11 передает тепло охлаждающей среде, циркулирующей в теплоснимающих каналах 21 холодильника 4. Через штуцер 10 охлаждающая среда подается в теплоснимающие каналы 21 корпуса 1, снимая тепловыделения со статора 6. After starting the pump, the impeller 33 begins to supply the pumped medium through the drillings 27 and 28 to the heat transfer channels 22 and then through the drillings 29 to the cavity 30 and the impeller 33, cooling the rotor 5 and bearings 31 and 32. The medium heated in the cavity 30 passes through the heat transfer surfaces of the pipes 11 heat to the cooling medium circulating in the heat-removing channels 21 of the refrigerator 4. Through the nozzle 10, the cooling medium is supplied to the heat-removing channels 21 of the housing 1, removing heat from the stator 6.

Упрощение конструкции электронасоса достигается за счет вынесения холодильника в сторону заднего фланца корпуса и выполнения его в виде кольцевого тороида, при этом средняя часть корпуса, составляющая большую часть длины насоса, выполняется с одной стенкой, что значительно уменьшает диаметральные размеры насоса и снижает его вес и стоимость. Simplification of the design of the electric pump is achieved by moving the refrigerator towards the rear flange of the casing and making it in the form of an annular toroid, while the middle part of the casing, which makes up most of the length of the pump, is made with one wall, which significantly reduces the diametrical dimensions of the pump and reduces its weight and cost .

Разработка электронасоса мощностью 3000 кВт с предлагаемой конструкцией холодильника для АЭС, выполненная заявителем на уровне эскизного проекта, показала снижение веса на 20% по сравнению с насосом, у которого конструкция выполнена согласно авторскому свидетельству СССР N 987190. The development of an electric pump with a capacity of 3000 kW with the proposed design of a refrigerator for nuclear power plants, performed by the applicant at the outline design level, showed a weight reduction of 20% compared to a pump in which the design was made according to the USSR author's certificate N 987190.

Claims

A SEALED ELECTRIC PUMP containing a housing with front and rear flanges and a refrigerator built into it, having heat transfer channels for circulation in them and in the cavity of the pumped medium rotor and heat transfer channels, characterized in that the pump is equipped with tube plates, covers with inlets for supplying them and removal of the cooling medium and a toroidal casing, one half of which is made integral with the rear flange of the housing, and the second is connected to the first, the heat-removing channels of the refrigerator are formed by a beam of ring of shaped pipes placed in the casing with the formation of heat transfer channels between them, a recess is made in the casing and the rear flange of the casing, at the location of which pipe boards are installed, ring-shaped pipes are welded to the boards with ends, and the latter are connected to the casing and covers with the possibility of pipes connecting with fittings .