一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵的制作方法
【專利摘要】一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵，包括泵蓋、泵筒體、導(dǎo)流體、泵軸，所述泵筒體內(nèi)泵軸中部對稱設(shè)置有A組葉輪和B組葉輪，二組葉輪外側(cè)均設(shè)置有機械密封部件；泵筒體左面泵蓋上連接有軸承支架A，泵筒體右面連接有軸承支架B，軸承支架B右面連接有驅(qū)動端軸承部件，軸承支架A左面連接有非驅(qū)動端軸承部件；驅(qū)動端軸承部件包括圓柱滾子軸承和測溫元件；非驅(qū)動端軸承部件包括雙列角接觸球軸承和測溫元件。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊合理、其受力點在泵軸中間，軸向力得到了自動平衡，大大提高了泵的運行可靠性、穩(wěn)定性和使用壽命。本發(fā)明適用于超小流量、超高揚程多級離心泵。本發(fā)明適用于雙筒體結(jié)構(gòu)（BB5）高揚程多級離心泵。
【專利說明】—種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及水泵【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水栗。
[0002]【背景技術(shù)】:
核電化容補水泵是超小流量、超高揚程多級離心泵，是核電廠輔助廠房內(nèi)化學(xué)與容積系統(tǒng)的主要設(shè)備之一，其主要功能是給反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)提供補水，或改變(維持)反應(yīng)堆冷卻劑的水化學(xué)特性和水裝量。泵的設(shè)計壓力為21.4MPa,設(shè)計流量為34.lm3/h，設(shè)計揚程為1800m，計算出的軸向力有17000kgf，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計采用平衡盤和推力軸承平衡軸向力。
[0003]現(xiàn)有核電化容補水泵存在以下三個缺點:
一，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)葉輪按同方向布置，用平衡盤平衡軸向力，泵軸的最大軸向力受力點集中在平衡盤處，此處泵的軸徑較小，而且由于結(jié)構(gòu)需要，泵軸在此處還開有卡槽用以定位平衡盤，是應(yīng)力相對集中處，軸向力集中于此，很容易造成泵軸應(yīng)力斷裂。
[0004]二，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)對平衡盤與平衡盤套之間的軸向間隙有很高要求，一般須控制在
0.08?0.15_之間，間隙太小會引起平衡盤與平衡盤套端面咬合，直至發(fā)生嚴重事故；間隙太大則會降低平衡盤的平衡能力，使推力軸承的載荷大幅增加。而該間隙的控制是以“絲”為單位的，在實際操作中很難做到精確。而且隨著泵運轉(zhuǎn)時間的增加，平衡盤與平衡盤套之間的間隙會隨著高壓水流的沖刷而增加，而那時軸承由于長時間運轉(zhuǎn)也處于壽命下線，兩者的疊加會加速軸承失效。
[0005]三，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)受平衡盤間隙的影響，軸承承受的載荷很難確定，要么很大，要么很小，這兩種受力狀態(tài)對軸承都是不利的。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵，其受力點在泵軸中間，軸向力能自動平衡，能大大提高泵的運行可靠性、穩(wěn)定性和使用壽命。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)方案是:一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵，包括泵蓋、泵筒體、機械密封部件、導(dǎo)流體、泵軸、平衡套，其特征在于:所述的泵筒體內(nèi)泵軸中部對稱設(shè)置有A組葉輪和B組葉輪，二組葉輪外側(cè)均設(shè)置有機械密封部件；泵筒體左面泵蓋上通過螺釘連接有軸承支架A，泵筒體右面通過螺釘連接有軸承支架B，軸承支架B右面連接有驅(qū)動端軸承部件，軸承支架A左面連接有非驅(qū)動端軸承部件；所述的驅(qū)動端軸承部件包括設(shè)置在泵軸上的圓柱滾子軸承和安裝在軸承座上的測溫元件；所述的非驅(qū)動端軸承部件包括設(shè)置在泵軸上的雙列角接觸球軸承和安裝在軸承座上的測溫元件；所述的非驅(qū)動端軸承部件端軸承支架A內(nèi)設(shè)置有小型風(fēng)扇；所述的機械密封部件與軸承部件之間泵軸上均設(shè)置有拋水環(huán)。
[0008]本發(fā)明所述的A組葉輪數(shù)量為7個，吸入口往右。
[0009]本發(fā)明所述的B組葉輪數(shù)量為6個，吸入口往左。
[0010]本發(fā)明所述的葉輪采用閉式結(jié)構(gòu)，在葉輪口環(huán)和輪轂外圓上設(shè)置有螺旋槽。
[0011]本發(fā)明所述的軸承支架A頂部設(shè)置有散熱槽，底部設(shè)置有引漏孔。
[0012]本發(fā)明所述的泵筒體外周設(shè)置為多邊形。
[0013]本發(fā)明所述的泵筒體和泵蓋4上連接有平衡管7。
[0014]本發(fā)明所述的泵筒體外周吸入端連接有吸入法蘭11，吐出端連接有吐出法蘭6。
[0015]本發(fā)明所述的導(dǎo)流體采用對稱雙流道結(jié)構(gòu)。
[0016]本發(fā)明所述的軸承采用稀油潤滑。
[0017]本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊合理、其受力點在泵軸中間，軸向力得到了自動平衡，大大提高了泵的運行可靠性、穩(wěn)定性和使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明進行軸向力測試的示意圖；
圖中1、非驅(qū)動端軸承部件，1-1、測溫元件，1-2、雙列角接觸球軸承，1-3、螺母A，2、拋水環(huán)，3、軸承支架A，4、泵蓋，5、纏繞墊，6、吐出法蘭，7、平衡管，8、導(dǎo)流體，9、泵筒體，10、A組葉輪，11、吸入法蘭，12、機械密封部件，13、驅(qū)動端軸承部件，13-1、圓柱滾子軸承，13-2、螺母B, 14、泵軸，15、軸承支架B, 16、B組葉輪，17、平衡套。
[0019]【具體實施方式】:
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明:
一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵，包括泵蓋4、泵筒體9、機械密封部件12、導(dǎo)流體8、泵軸14、平衡套17，其特征在于:所述的泵筒體9內(nèi)泵軸14中部對稱設(shè)置有A組葉輪10和B組葉輪16，二組葉輪外側(cè)均設(shè)置有機械密封部件12 ;泵筒體9左面泵蓋4上通過螺釘連接有軸承支架A3，泵筒體9右面通過螺釘連接有軸承支架B15，軸承支架B15右面連接有驅(qū)動端軸承部件13，軸承支架A3左面連接有非驅(qū)動端軸承部件I ;所述的驅(qū)動端軸承部件13包括設(shè)置在泵軸上的圓柱滾子軸承13-1和安裝在軸承座上的測溫元件1-1 ;所述的非驅(qū)動端軸承部件I包括設(shè)置在泵軸上的雙列角接觸球軸承1-2和安裝在軸承座上的測溫元件1-1 ;所述的非驅(qū)動端軸承部件I端軸承支架A3內(nèi)設(shè)置有小型風(fēng)扇；所述的機械密封部件12與軸承部件之間泵軸上均設(shè)置有拋水環(huán)2。所述的A組葉輪10數(shù)量為7個，吸入口往右。所述的B組葉輪16數(shù)量為6個，吸入口往左。所述的葉輪采用閉式結(jié)構(gòu)，在葉輪口環(huán)和輪轂外圓上設(shè)置有螺旋槽。所述的軸承支架A3頂部設(shè)置有散熱槽，底部設(shè)置有引漏孔。所述的泵筒體9外周設(shè)置為多邊形。所述的泵筒體9和泵蓋4上連接有平衡管7。所述的泵筒體9外周吸入端連接有吸入法蘭11，吐出端連接有吐出法蘭6。所述的導(dǎo)流體8采用對稱雙流道結(jié)構(gòu)。所述的軸承采用稀油潤滑。
[0020]具體實施時，本發(fā)明具有以下特點:1)、13級葉輪采用對稱布置，94%以上的軸向力自平衡，殘余軸向力由平衡套和推力軸承承擔，受力點在泵軸中間，泵軸中間的軸徑大，且無任何應(yīng)力集中點，大大提高了泵的運行可靠性、穩(wěn)定性和使用壽命。2)、平衡套為筒形結(jié)構(gòu)，對軸向間隙無任何要求，軸向偏移控制在±0.5mm即可，泵長時間運行后即使平衡套外圓表面有磨損，也不會對軸向力產(chǎn)生多大影響。3)、導(dǎo)流體采用對稱雙流道結(jié)構(gòu)，保證泵在任何工況參數(shù)運行時，其施加給轉(zhuǎn)子的徑向力矢量平衡。4)、各葉輪口環(huán)和輪轂外圓和平衡套處采用螺旋密封，提高了泵的容積效率，而且螺旋槽對固體顆粒具有包容性，可減少泵易損件的磨損，提高使用壽命；軸端密封采用集裝式單端面平衡型機械密封。5)、機械密封部件與軸承座之間設(shè)有拋水環(huán)，軸承支架底部引漏孔內(nèi)設(shè)置有引漏管；當機械密封發(fā)生泄漏時，不會沿泵軸向軸承腔內(nèi)泄漏，泄漏液可以從引漏管中排出。本發(fā)明葉輪產(chǎn)生的軸向力指向葉輪的進口邊，平均每個葉輪產(chǎn)生的軸向力約為1300kg，本發(fā)明共13級葉輪，采用準對稱布置結(jié)構(gòu)，軸的一端7級葉輪吸入口往右，另一端6級葉輪吸入口往左，兩端葉輪產(chǎn)生的軸向力大部分自動平衡，殘余的小部分軸向力對軸產(chǎn)生穩(wěn)定的拉力，由非驅(qū)動端雙列角接觸球軸承承受，使軸承承受的載荷大大降低。本發(fā)明對軸承承受的軸向力進行了試驗驗證，泵啟動后，推拉力傳感器實時將軸向力數(shù)據(jù)傳輸給計算機，通過軸向力測試后形成的流量——軸向力曲線如圖2，泵1lOmVh流量之間軸承承受的軸向力恒定在600kgf左右，軸承的運行可靠性得到了保證。本發(fā)明經(jīng)過6小時穩(wěn)定運行后通過測溫元件測得軸承溫度如下:驅(qū)動端軸承溫度為56.9° C，非驅(qū)動端軸承溫度為61.7° C，在環(huán)境溫度為27° C時，非驅(qū)動端軸承運行運行6小時后溫度不超過62° C，軸承溫升為35° C，滿足API610標準要求。軸承部件進行了軸承壽命計算，軸承壽命大于100000小時。本發(fā)明經(jīng)過72小時連續(xù)運轉(zhuǎn)試驗和200小時耐久試驗(期間進行50次啟停)，試驗過程中泵軸承最高溫度不超過760C，泵機組最大振動速度優(yōu)于JB/T8097《泵的振動測量和評價方法》A級，泵機組的運行可靠性得到了試驗驗證。
【權(quán)利要求】
1.一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵，包括泵蓋(4)、泵筒體(9)、機械密封部件(12)、導(dǎo)流體(8)、泵軸(14)、平衡套(17)，其特征在于:所述的泵筒體(9)內(nèi)泵軸(14)中部對稱設(shè)置有A組葉輪(10)和B組葉輪(16)，二組葉輪外側(cè)均設(shè)置有機械密封部件(12);泵筒體(9)左面泵蓋(4)上通過螺釘連接有軸承支架A (3)，泵筒體(9)右面通過螺釘連接有軸承支架B (15)，軸承支架B (15)右面連接有驅(qū)動端軸承部件(13)，軸承支架A (3)左面連接有非驅(qū)動端軸承部件(I);所述的驅(qū)動端軸承部件(13)包括設(shè)置在泵軸上的圓柱滾子軸承(13-1)和安裝在軸承座上的測溫元件(1-1);所述的非驅(qū)動端軸承部件(I)包括設(shè)置在泵軸上的雙列角接觸球軸承(1-2)和安裝在軸承座上的測溫元件(1-1);所述的非驅(qū)動端軸承部件(I)端軸承支架A(3)內(nèi)設(shè)置有小型風(fēng)扇；所述的機械密封部件(12)與軸承部件之間泵軸上均設(shè)置有拋水環(huán)(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵，其特征在于:所述的A組葉輪(10)數(shù)量為7個，吸入口往右。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵，其特征在于:所述的B組葉輪(16)數(shù)量為6個，吸入口往左。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵，其特征在于:所述的葉輪采用閉式結(jié)構(gòu)，在葉輪口環(huán)和輪轂外圓上設(shè)置有螺旋槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵，其特征在于:所述的軸承支架A (3)頂部設(shè)置有散熱槽，底部設(shè)置有引漏孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵，其特征在于:所述的泵筒體(9)外周設(shè)置為多邊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵，其特征在于:所述的泵筒體(9)和泵蓋(4)上連接有平衡管(7)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵，其特征在于:所述的泵筒體(9)外周吸入端連接有吸入法蘭(11)，吐出端連接有吐出法蘭(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵，其特征在于:所述的導(dǎo)流體(8)采用對稱雙流道結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水力部件對稱布置可靠性高的核電化容補水泵，其特征在于:所述的軸承采用稀油潤滑。
【文檔編號】F04D29/66GK104154027SQ201410388811
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】張興, 樂秀輝, 項偉, 周文霞 申請人:江蘇海獅泵業(yè)制造有限公司, 上海核工程研究設(shè)計院