RU99835U1

RU99835U1 - VERTICAL CENTRIFUGAL PUMP

Info

Publication number: RU99835U1
Application number: RU2010112265/06U
Authority: RU
Inventors: Георгий Григорьевич Волченко; Юрий Михайлович Васин; Светлана Владиславовна Лагодиенко; Вера Александровна Красько
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2010-11-27
Also published as: UA53396U

Abstract

1. Вертикальный центробежный насос, содержащий наружный корпус с входным и напорным патрубками, внутренний корпус с напорной крышкой, секциями, направляющими аппаратами, рабочими и одним или двумя предвключенными колесами, размещенными на валу, установленном в верхнем опорно-упорном подшипнике и нижнем подшипнике скольжения, концевым уплотнением вала, разгрузочным поршнем, отличающийся тем, что в качестве верхнего опорно-упорного подшипника применен подшипник скольжения, нижний подшипник скольжения дополнительно снабжен устройством гидроциклонной очистки рабочей жидкости, подаваемой в пару трения, концевое уплотнение вала выполнено по конструкции механическим торцового типа. ! 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что механическое уплотнение торцового типа выполнено с термобарьером, предназначенным для охлаждения. ! 3. Насос по п.1 или 2, отличающийся тем, что механическое уплотнение торцового типа обеспечено внешним теплообменником, предназначенным для охлаждения. ! 4. Насос по п.1, отличающийся тем, что плоскости главного разъема, образованные наружным корпусом с напорной крышкой и секцией, уплотнены прокладкой из терморасширенного графита. 1. A vertical centrifugal pump comprising an outer casing with an inlet and discharge nozzles, an inner casing with a pressure cap, sections, guide vanes, working wheels and one or two upstream wheels placed on a shaft mounted in an upright thrust bearing and a lower plain bearing, shaft end seal, unloading piston, characterized in that a sliding bearing is used as the upper thrust bearing, the lower sliding bearing is additionally equipped with a device idrotsiklonnoy cleaning working fluid supplied to the pair of friction, the shaft end seal formed by the mechanical structure of the mechanical type. ! 2. The pump according to claim 1, characterized in that the mechanical seal of the mechanical type is made with a thermal barrier designed for cooling. ! 3. The pump according to claim 1 or 2, characterized in that the mechanical seal of the mechanical type is provided by an external heat exchanger designed for cooling. ! 4. The pump according to claim 1, characterized in that the planes of the main connector formed by the outer casing with the pressure cap and section are sealed with a gasket made of thermally expanded graphite.

Description

Полезная модель относится к отрасли гидромашиностроения, а именно к вертикальным центробежным насосам, и может быть использована в энергоблоках АЭС с реакторами ВВЭР-1000 в качестве сливного конденсатного насоса.The utility model relates to the field of hydraulic engineering, namely to vertical centrifugal pumps, and can be used in power units of nuclear power plants with VVER-1000 reactors as a drain condensate pump.

Известен насос вертикальный, двухкорпусный, секционного типа, двухступенчатый. Наружный корпус состоит из приемного и напорного корпусов, с приваренными к нему входным и напорным патрубками. Внутренний корпус включает напорную крышку, направляющие аппараты, установленные в секциях, предвключенное и рабочие колеса, размещенные на валу. Ротор разгружен от осевых сил с помощью разгрузочного поршня. Остаточные осевые силы воспринимаются сдвоенным радиально-упорным подшипником качения, смазка которого осуществляется из масляной ванны при помощи подающего винта. Нижний подшипник скольжения смазывается перекачиваемым конденсатом. Концевое уплотнение вала - сальникового типа. [Насосное оборудование атомных станций/Под общей редакцией М.Н.Пака. М.: Энергоатомиздат, 2003, - с.144]. Данная конструкция насоса выбрана в качестве прототипа для заявляемого объекта.The known pump is a vertical, two-housing, sectional type, two-stage. The outer casing consists of a receiving and pressure housing, with inlet and pressure pipes welded to it. The inner housing includes a pressure cover, guide vanes installed in sections, upstream and impellers located on the shaft. The rotor is unloaded from axial forces using an unloading piston. The residual axial forces are perceived by a double angular contact rolling bearing, which is lubricated from the oil bath by means of a feed screw. The lower plain bearing is lubricated by the condensate pumped. The shaft end seal is a stuffing box type. [Pumping equipment of nuclear plants / Under the general editorship of M.N. Pak. M .: Energoatomizdat, 2003, - p. 144]. This pump design is selected as a prototype for the claimed object.

Опыт эксплуатации этих насосов показывает их несоответствие показателям надежности и долговечности по следующим причинам:The operating experience of these pumps shows their inconsistency with reliability and durability for the following reasons:

- использование сальникового уплотнения не позволяет снизить утечки перекачиваемой среды; повышение давления перед ним обуславливает увеличение утечек перекачиваемой среды, требующих постоянного контроля; кроме того, при перекачивании горячих жидкостей часть перекачиваемой жидкости испаряется и в виде пара легко проникает наружу через сальниковое уплотнение, вследствие чего происходит интенсивный износ набивки и это вызывает необходимость охлаждения;- the use of the packing does not reduce the leakage of the pumped medium; an increase in pressure in front of it causes an increase in leaks of the pumped medium, requiring constant monitoring; in addition, when pumping hot liquids, part of the pumped liquid evaporates and easily penetrates out through the packing in the form of steam, as a result of which the packing is intensively worn and this necessitates cooling;

- верхний опорно-упорный подшипник качения не обеспечивает необходимые показатели надежности и долговечности вследствие невысокой ремонтопригодности, ограничений по частоте вращения, высокой восприимчивости к переменным и ударным нагрузкам;- the upper thrust roller bearing does not provide the necessary indicators of reliability and durability due to low maintainability, speed limits, high susceptibility to variable and shock loads;

- при наличии механических примесей в перекачиваемой среде, используемой для смазки нижнего подшипника скольжения, не удовлетворяются требования надежности и долговечности указанного узла;- in the presence of mechanical impurities in the pumped medium used to lubricate the lower plain bearing, the requirements for reliability and durability of the specified node are not satisfied;

- наличие резиновых колец в качестве уплотнения плоскостей главного разъема насоса, образованных наружным корпусом с напорной крышкой и секцией, не обеспечивает внешнюю герметичность и безопасную эксплуатацию высоконапорных и горячеводных насосов.- the presence of rubber rings as a seal to the planes of the main pump connector, formed by the outer casing with a pressure cap and section, does not provide external tightness and safe operation of high-pressure and hot-water pumps.

В основу полезной модели поставлена задача создания вертикального центробежного насоса, в котором, путем введения новых конструктивных элементов взамен существующих, введения дополнительного нового конструктивного элемента и нового материала обеспечиваются надежность и герметичность стыков плоскостей главного разъема насоса, снижение утечек перекачиваемой среды и повышение эффективности охлаждения концевого уплотнения вала, повышение ремонтопригодности и срока эксплуатации насоса. В результате этого достигается технический результат, заключающийся в повышении надежности и долговечности насоса.The utility model is based on the task of creating a vertical centrifugal pump, in which, by introducing new structural elements to replace the existing ones, introducing an additional new structural element and new material, reliability and tightness of the joints of the planes of the main pump connector are ensured, leakage of the pumped medium and cooling efficiency of the end seal are improved shaft, increasing the maintainability and life of the pump. As a result of this, a technical result is achieved consisting in increasing the reliability and durability of the pump.

Поставленная задача достигается тем, что в вертикальном центробежном насосе, содержащем наружный корпус с входным и напорным патрубками, внутренний корпус с напорной крышкой, секциями, направляющими аппаратами, рабочими и одним или двумя предвключенными колесами, размещенными на валу, установленном в верхнем опорно-упорном подшипнике и нижнем подшипнике скольжения, концевым уплотнением вала, разгрузочным поршнем, согласно полезной модели вводятся:The problem is achieved in that in a vertical centrifugal pump containing an outer casing with inlet and pressure pipes, an inner casing with a pressure cap, sections, guide vanes, working wheels and one or two upstream wheels placed on a shaft mounted in the upper thrust bearing and the lower plain bearing, shaft end seal, unloading piston, according to the utility model are introduced:

- концевое уплотнение вала - механическое торцового типа, с возможным применением термобарьера и внешнего теплообменника, предназначенных для его охлаждения;- shaft end seal - mechanical end type, with the possible use of a thermal barrier and an external heat exchanger designed for its cooling;

- верхний опорно-упорный подшипник скольжения;- upper thrust plain bearing;

- устройство гидроциклонной очистки перекачиваемой жидкости, подаваемой в пару трения нижнего подшипника скольжения;- a device for hydrocyclone cleaning of the pumped liquid supplied to the friction pair of the lower plain bearing;

- прокладка из терморасширенного графита в качестве уплотнения плоскостей главного разъема насоса, образованных наружным корпусом с напорной крышкой и секцией внутреннего корпуса.- gasket of thermally expanded graphite as a seal of the planes of the main pump connector, formed by the outer casing with the pressure cap and a section of the inner casing.

Применение механического уплотнения торцового типа, встроенного в корпус уплотнения, прикрепленный к напорной крышке, позволяет снизить утечки перекачиваемой среды, повышает надежность работы насоса. При необходимости, эффективность охлаждения механического уплотнения торцового типа обеспечивают термобарьер, встроенный в корпус уплотнения, и внешний теплообменник, расположенный на фонаре (опоре двигателя) насоса и соединенный с трубопроводами, которые в свою очередь соединены посредством отверстий в корпусе уплотнения с механическим уплотнением торцового типа.The use of a mechanical seal of the mechanical type, built into the seal housing, attached to the pressure cap, reduces leakage of the pumped medium and increases the reliability of the pump. If necessary, the cooling efficiency of the mechanical seal of the mechanical type is ensured by the thermal barrier integrated in the seal housing and an external heat exchanger located on the lamp (engine support) of the pump and connected to pipelines, which in turn are connected through openings in the seal housing with the mechanical seal of the mechanical type.

Использование верхнего опорно-упорного подшипника скольжения обеспечивает увеличение показателей надежности и долговечности подшипника за счет повышения ремонтопригодности, низкой восприимчивости к переменным и ударным нагрузкам, возможности воспринимать большой диапазон частот вращения.The use of the upper thrust plain bearing provides an increase in the reliability and durability of the bearing due to increased maintainability, low susceptibility to variable and shock loads, the ability to perceive a large range of rotational speeds.

Установка устройства гидроциклонной очистки перекачиваемой жидкости, подаваемой в пару трения нижнего гидростатического или гидродинамического подшипника скольжения, гарантирует требуемые показатели надежности и долговечности указанного узла.The installation of a device for hydrocyclone cleaning of the pumped liquid supplied to the friction pair of the lower hydrostatic or hydrodynamic sliding bearing guarantees the required reliability and durability of the specified node.

Применение прокладки из терморасширенного графита в качестве уплотнений плоскостей главного разъема насоса, образованных наружным корпусом с напорной крышкой и секцией внутреннего корпуса, обеспечивает повышение надежности уплотнений за счет высоких упругих свойств материала, способности выдерживать высокие температуры и давления, снижение напряжения на контактных поверхностях наружный корпус - крышка напорная, наружный корпус - секция внутреннего корпуса.The use of thermally expanded graphite gaskets as seals for the planes of the main pump connector formed by the outer casing with the pressure cap and the inner casing section provides increased seal reliability due to the high elastic properties of the material, the ability to withstand high temperatures and pressures, and the stress on the contact surfaces of the outer casing - pressure cover, outer case - section of the inner case.

Таким образом, в результате использования заявляемой модели обеспечивается технический результат, заключающийся в повышении надежности и долговечности насоса.Thus, the use of the claimed model provides a technical result, which consists in increasing the reliability and durability of the pump.

Заявляемая полезная модель поясняется рисунком, на котором представлен продольный разрез вертикального центробежного насоса.The inventive utility model is illustrated in the figure, which shows a longitudinal section of a vertical centrifugal pump.

Вертикальный центробежный насос содержит наружный корпус 1 с входным и напорным патрубками, закрепленный шпильками 2 и уплотненный прокладками 3 и 4 из терморасширенного графита с напорной крышкой 5 и секцией 6 внутреннего корпуса в плоскостях главного разъема. Внутренний корпус включает секции 6, подвод 7, проставку 8, направляющие аппараты 9, предвключенное колесо 10 (одно или два), рабочие колеса 11, размещенные на валу 12, установленном в верхнем опорно-упорном подшипнике скольжения 13 с жидкой масляной смазкой, охлаждаемой при помощи змеевика 14 химически очищенной или обессоленной водой, и нижнем гидростатическом или гидродинамическом подшипнике скольжения 15, смазываемом перекачиваемой средой, пройденной через установку гидроциклонной очистки жидкости 16. Для разгрузки осевого усилия служит разгрузочный поршень 17. В качестве концевого уплотнения вала 12 применено механическое уплотнение торцового типа 18, размещенное в корпусе уплотнения 19, крепящемуся шпильками к напорной крышке 5. В корпусе уплотнения 19 возможна установка термобарьера 20, предназначенного для охлаждения уплотнения 18. Для дополнительного эффективного охлаждения уплотнения 18 возможна также установка внешнего теплообменника (на рисунке не показан), расположенного на фонаре 21 насоса и соединенного с уплотнением 18 посредством трубопроводов и отверстий в корпусе уплотнения 19.The vertical centrifugal pump comprises an outer casing 1 with an inlet and discharge nozzles, secured with pins 2 and sealed with thermally expanded graphite gaskets 3 and 4 with a pressure cap 5 and a section 6 of the inner casing in the planes of the main connector. The inner housing includes sections 6, inlet 7, spacer 8, guiding devices 9, upstream wheel 10 (one or two), impellers 11 mounted on a shaft 12 mounted in the upper thrust plain bearing 13 with liquid oil lubrication cooled the help of the coil 14 with chemically purified or demineralized water, and the lower hydrostatic or hydrodynamic plain bearing 15, lubricated by the pumped medium, passed through the hydrocyclone fluid cleaning unit 16. To unload the axial force, load piston 17. As an end seal of the shaft 12, a mechanical seal of the mechanical type 18 is used, which is located in the seal housing 19, fastened with pins to the pressure cap 5. In the seal housing 19, a thermal barrier 20 can be installed to cool the seal 18. For additional effective cooling of the seal 18, it is also possible to install an external heat exchanger (not shown in the figure) located on the lamp 21 of the pump and connected to the seal 18 through pipelines and holes in the casing lashing 19.

Насос работает следующим образом. При вращении вала 12 от приводного двигателя перекачиваемая среда поступает во входной патрубок корпуса наружного 1, подвод 7, далее на лопасти предвключенного колеса 10, лопатки рабочего колеса 11 первой ступени, направляющий аппарат 9 первой ступени, проходит по всем ступеням насоса и из направляющего аппарата 9 последней ступени выходит в напорный патрубок наружного корпуса 1 под давлением, создаваемым рабочими колесами 11.The pump operates as follows. When the shaft 12 is rotated from the drive motor, the pumped medium enters the inlet pipe of the outer casing 1, supply 7, then to the blades of the upstream wheel 10, the blades of the impeller of the first stage 11, the guide apparatus 9 of the first stage, passes through all the stages of the pump and from the guide apparatus 9 the last stage goes into the pressure pipe of the outer casing 1 under the pressure created by the impellers 11.

Благодаря заявленному конструктивному исполнению вертикального центробежного насоса осуществляется возможность получения технического результата, заключающегося в повышении надежности и долговечности насоса.Thanks to the claimed design of the vertical centrifugal pump, it is possible to obtain a technical result, which consists in increasing the reliability and durability of the pump.

Claims

1. A vertical centrifugal pump comprising an outer casing with an inlet and discharge nozzles, an inner casing with a pressure cap, sections, guide vanes, working wheels and one or two upstream wheels placed on a shaft mounted in an upright thrust bearing and a lower plain bearing, shaft end seal, unloading piston, characterized in that a sliding bearing is used as the upper thrust bearing, the lower sliding bearing is additionally equipped with a device idrotsiklonnoy cleaning working fluid supplied to the pair of friction, the shaft end seal formed by the mechanical structure of the mechanical type.

2. The pump according to claim 1, characterized in that the mechanical seal of the mechanical type is made with a thermal barrier designed for cooling.

3. The pump according to claim 1 or 2, characterized in that the mechanical seal of the mechanical type is provided by an external heat exchanger designed for cooling.

4. The pump according to claim 1, characterized in that the planes of the main connector formed by the outer casing with the pressure cap and section are sealed with a gasket made of thermally expanded graphite.