專利名稱：一種帶流體阻塞裝置的核主泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體機(jī)械，特別涉及一種帶流體阻塞裝置的核主泵。
背景技術(shù)：
核反應(yīng)堆冷卻劑主循環(huán)泵(簡(jiǎn)稱核主泵)是核電站的重要設(shè)備，被喻為反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)的心臟，其主要功能是克服主冷卻劑的流動(dòng)阻力、保證循環(huán)流量。世界上大部分壓水堆核電站采用軸封泵作為核主泵，軸封泵采用控制主冷卻劑泄漏量的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓密封和液膜潤(rùn)滑，其機(jī)械密封是關(guān)鍵技術(shù)，機(jī)械密封組件是核主泵上最容易損壞的部件，稍有運(yùn)行偏差即可造成泄漏量異常，甚至導(dǎo)致反應(yīng)堆緊急停堆事件，威脅反應(yīng)堆安全，也將導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)對(duì)主泵工作情況調(diào)查，70%以上的故障來(lái)自機(jī)械密封。由于核主泵需要較長(zhǎng)的傳動(dòng)軸來(lái)傳遞扭矩，故對(duì)軸和軸承的精度要求比較高。但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間工作后，葉輪與密封油室之間的密封會(huì)有失效現(xiàn)象，導(dǎo)致工作介質(zhì)會(huì)泄漏進(jìn)入密封油室內(nèi)，破壞軸承和軸的精度，大大降低核主泵的工作效率，甚至?xí)＜昂酥鞅玫目煽啃赃\(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的采用帶有流體阻塞裝置的核主泵來(lái)解決密封問(wèn)題。機(jī)械密封端面間存在著端面膜，保證機(jī)械密封端面膜的穩(wěn)定，是維持其密封效果的關(guān)鍵，要確保端面膜為穩(wěn)定膜，只需確保端面膜不發(fā)生相變或雖發(fā)生相變但不破壞端面的貼合即可。引入流體阻塞機(jī)械密封的原理，即可使長(zhǎng)期影響生產(chǎn)的密封泄漏問(wèn)題得到解決。實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:機(jī)械密封之所以能夠起密封作用是由于機(jī)械密封端面間存在著端面膜，而端面膜的形態(tài)又決定了密封的效果。由于工況的不同，機(jī)械密封端面間存在著液相、氣液混相與氣相等三種型式的端面膜。端面膜存在著不同形態(tài)的原因是被密封液體接近飽和狀態(tài)時(shí)，出現(xiàn)沸騰或閃蒸，即發(fā)生相變。而端面膜一旦發(fā)生相變，膜的反壓力就會(huì)發(fā)生較大變化，從而導(dǎo)致端面貼合不穩(wěn)定。所以解決問(wèn)題的關(guān)鍵是如何保證機(jī)械密封的端面膜為穩(wěn)定膜。很顯然，要確保端面膜為穩(wěn)定膜，只需確保端面膜不發(fā)生相變或雖發(fā)生相變但不破壞端面的貼
口 ο機(jī)械密封的作用是防止流體從其一端流向另一端，而產(chǎn)生流動(dòng)的原因是機(jī)械密封的兩側(cè)存在壓差?，F(xiàn)在核主泵中流體介質(zhì)流向大氣，原因是流體的壓力大于大氣壓。由以上分析可知，在現(xiàn)有的工況下，流體介質(zhì)作為端面膜時(shí)，端面很容易被沖開。如果在流體介質(zhì)的另一端施加壓力更大的流體介質(zhì)，且該流體介質(zhì)在現(xiàn)有的工況下較易被密封，這樣就實(shí)現(xiàn)了密封介質(zhì)的轉(zhuǎn)化，使泄漏問(wèn)題得到解決。事實(shí)上，很多進(jìn)口泵所配置的機(jī)械密封就是這一原理，其特征在于采用動(dòng)態(tài)平衡帶壓密封系統(tǒng)，所謂動(dòng)態(tài)平衡就是機(jī)械密封端面所受到的正壓力始終保持在一定范圍內(nèi)，不隨流體壓力的變化而變化。根據(jù)以上原理，采用一種帶流體阻塞裝置的核主泵，包括泵殼、葉輪、第一徑向軸承、內(nèi)側(cè)密封、泵送環(huán)、第二徑向軸承、外側(cè)密封、調(diào)壓缸等主要結(jié)構(gòu)，其特征是用調(diào)壓缸連接泵殼和泵送環(huán)；調(diào)壓缸包括冷卻器、補(bǔ)液閥、彈簧、活塞位置指示板、活塞桿、活塞；流體阻塞密封結(jié)構(gòu)包括壓蓋、動(dòng)環(huán)、密封圈、彈簧、彈簧盒、軸套、靜環(huán)、密封圈、壓蓋墊。本發(fā)明的有益效果是:減小泄漏損失，防止核泄漏產(chǎn)生重大事故，減少經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還可提高核主泵的揚(yáng)程和效率，并且流體阻塞裝置還起著緩沖振動(dòng)和沖擊的作用。本發(fā)明經(jīng)用戶試用，反應(yīng)效果良好，能有效地節(jié)省投資、節(jié)約能源。

圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的帶流體阻塞裝置的核主泵結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中:1.泵殼，2.葉輪，3.第一徑向軸承，4.內(nèi)側(cè)密封，5.泵送環(huán)，6.第二徑向軸承，7.外側(cè)密封，8.調(diào)壓缸。圖2是調(diào)壓缸的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中:9.冷卻器，10.補(bǔ)液閥，11.彈簧，12.活塞位置指示板，13.活塞桿，14.活塞。圖3是流體阻塞密封結(jié)構(gòu)示意圖。圖3中:15.壓蓋，16.動(dòng)環(huán)，17.密封圈，18.彈簧，19.彈簧盒，20.軸套，21.靜環(huán)，
22.密封圈，23.壓蓋墊。
具體實(shí)施方式
圖1、圖2和圖3共同確定了本實(shí)施例中核主泵的結(jié)構(gòu)形式。圖1是帶流體阻塞裝置的核主泵結(jié)構(gòu)示意圖，包含流體阻塞裝置的整體性結(jié)構(gòu)，包括泵殼(I)、葉輪(2)、第一徑向軸承(3)、內(nèi)側(cè)密封(4)、泵送環(huán)(5)、第二徑向軸承￠)、外側(cè)密封(7)、調(diào)壓缸(8)等。圖2是調(diào)壓缸的結(jié)構(gòu)示意圖，包括冷卻器(9)、補(bǔ)液閥(10)、彈簧(11)、活塞位置指示板(12)、活塞桿(13)、活塞(14)。圖3是流體阻塞密封結(jié)構(gòu)示意圖，包括壓蓋(15)、動(dòng)環(huán)(16)、密封圈(17)、彈簧(18)、彈簧盒(19)、軸套(20)、靜環(huán)(21)、密封圈(22)、壓蓋墊(23)。圖1和圖2中A、B、C代表密封液的流向。機(jī)械密封的作用是防止流體從其一端流向另一端，而產(chǎn)生流動(dòng)的原因是機(jī)械密封的兩側(cè)存在壓差?，F(xiàn)在核主泵中流體介質(zhì)流向大氣，原因是流體介質(zhì)的壓力大于大氣壓。在現(xiàn)有的工況下，把該流體介質(zhì)作為端面膜時(shí)，端面很容易被沖開。如果在該流體介質(zhì)的另一端施加比該流體介質(zhì)壓力更大的流體介質(zhì)(一種合成白油)，且此流體介質(zhì)在現(xiàn)有的工況下較易被密封，這樣就實(shí)現(xiàn)了密封介質(zhì)的轉(zhuǎn)化，使泄漏問(wèn)題得到解決。很多進(jìn)口泵所配置的機(jī)械密封就是這一原理。即動(dòng)態(tài)平衡帶壓密封系統(tǒng)，所謂動(dòng)態(tài)平衡就是機(jī)械密封端面所受到的正壓力始終保持在一定范圍內(nèi)，不隨流體介質(zhì)壓力的變化而變化。調(diào)壓缸(8)的活塞(14)上部為一種合成白油，選擇合適的上下承壓面積以及合適剛度的彈簧(18)可保證合成白油比核主泵中流體介質(zhì)高出0.1-0.2MPa的壓力。合成白油是一種具有較好綜合性能的潤(rùn)滑油，這樣端面間流體膜的成分即為合成白油。在上述工況下，白油的飽和蒸氣壓遠(yuǎn)小于端面正壓，可獲得穩(wěn)定的端面膜。調(diào)壓缸(8)活塞(14)下部為引壓側(cè)，核主泵中流體介質(zhì)的動(dòng)態(tài)壓力直接引至活塞
(14)下部，活塞(14)隨壓力的變化而上下運(yùn)動(dòng)，使上部流體(白油)的壓力隨核主泵中流體介質(zhì)壓力的變化而同向變化， 形成動(dòng)態(tài)密封。借助泵送環(huán)(5)的強(qiáng)制循環(huán)和熱虹吸的重力循環(huán)，造成對(duì)密封摩擦副的有效沖洗與散熱。同時(shí)裝有密封液冷卻器(9)，可以對(duì)密封液進(jìn)行不間斷地冷卻。通過(guò)觀察活塞位置指示板(12)的位置，可以判斷密封是否處于正常狀態(tài)。由于白油的潤(rùn)滑性能非常優(yōu)良，因而機(jī)械密封的使用壽命得到了很大提高。
權(quán)利要求1.一種帶流體阻塞裝置的核主泵，包括泵殼(I)、葉輪(2)、第一徑向軸承(3)、內(nèi)側(cè)密封(4)、泵送環(huán)(5)、第二徑向軸承(6)、外側(cè)密封(7)、調(diào)壓缸(8)等主要結(jié)構(gòu)，其特征是用調(diào)壓缸(8)連接泵殼(I)和泵送環(huán)(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核主泵，帶有調(diào)壓缸(8)，調(diào)壓缸(8)包括冷卻器(9)、補(bǔ)液閥(10)、彈簧(11)、活塞位置指示板(12)、活塞桿(13)、活塞(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核主泵，裝有流體阻塞密封結(jié)構(gòu)，流體阻塞密封結(jié)構(gòu)包括壓蓋(15)、動(dòng)環(huán)(16)、密封圈(17)、彈簧(18)、彈簧盒(19)、軸套(20)、靜環(huán)(21)、密封圈(22)、壓蓋墊(23)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種帶流體阻塞裝置的核主泵。該泵包括泵殼、葉輪、第一徑向軸承、內(nèi)側(cè)密封、泵送環(huán)、第二徑向軸承、外側(cè)密封、調(diào)壓缸等主要結(jié)構(gòu)，其特征是用調(diào)壓缸連接泵殼和泵送環(huán)；調(diào)壓缸包括冷卻器、補(bǔ)液閥、彈簧、活塞位置指示板、活塞桿、活塞；流體阻塞密封結(jié)構(gòu)包括壓蓋、動(dòng)環(huán)、密封圈、彈簧、彈簧盒、軸套、靜環(huán)、密封圈、壓蓋墊。采用這種結(jié)構(gòu)的核主泵，減小了泄漏損失，防止核泄漏產(chǎn)生重大事故，同時(shí)還可提高核主泵的揚(yáng)程和效率，并且流體阻塞裝置還起著緩沖振動(dòng)和沖擊的作用。
文檔編號(hào)F04D29/00GK203009365SQ20122008389
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者付強(qiáng), 朱榮生, 王秀禮, 蔣旭松 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)