核電站余熱排出泵的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種核電站余熱排出泵，該排出泵包含：泵本體，其包含密封連接的泵蝸殼和泵蓋，泵蝸殼內部設有連接泵蝸殼進口的導流腔和連接泵蝸殼出口的環(huán)形腔；泵蓋將導流腔與環(huán)形腔密封分隔；轉子系統(tǒng)，其串設在泵蓋中，轉子系統(tǒng)設有通過葉輪引導余熱流體以固定方向運動的流體通道；流體通道的進口連接導流腔，出口連接環(huán)形腔；轉子系統(tǒng)引導余熱流體吸入泵蝸殼的導流腔，經(jīng)過流體通道，由環(huán)形腔排出。本實用新型通過設置開口導流裝置，提高余熱排出泵的抗汽蝕性能，降低擾度對泵安全運行的影響；優(yōu)化余熱排出泵的結構設計，使其結構緊湊，可靠性高，便于維護；優(yōu)化余熱排出泵的冷卻系統(tǒng)，簡單實用，冷卻作用好。
【專利說明】
核電站余熱排出泵
技術領域
[0001]本實用新型涉及壓水堆核電站核安全栗，具體涉及一種核電機組的臥式余熱排出栗O
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有余熱排出栗多用于采用二代核電技術的機組，相較于三代核電技術的要求，安全系數(shù)低，性能要求也低，無法滿足新的核電技術，例如我國華龍一號核電機組，的運行使用要求。余熱排出栗作為為核電廠中重要核級用栗，在整個系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的功能。其作用為:當反應堆冷卻劑栗停運時余熱排出栗使冷卻劑在余熱排出系統(tǒng)熱交換器和反應堆壓力容器之間循環(huán)排出堆芯余熱以保證電廠處于冷停堆狀態(tài)。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型提供一種核電站余熱排出栗，提高余熱排出栗的抗汽蝕性能，降低擾度對栗安全運行的影響，結構緊湊，可靠性高，便于維護，簡單實用，對栗冷卻效果好。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種核電站余熱排出栗，其特點是，該排出栗包含:
[0005]栗本體，其包含密封連接的栗蝸殼和栗蓋，栗蝸殼內部設有連接栗蝸殼進口的導流腔和連接栗蝸殼出口的環(huán)形腔;栗蓋將導流腔與環(huán)形腔密封分隔；
[0006]轉子系統(tǒng)，其串設在栗蓋中，轉子系統(tǒng)設有通過葉輪引導余熱流體以固定方向運動的流體通道;流體通道的進口連接導流腔，出口連接環(huán)形腔;轉子系統(tǒng)引導余熱流體吸入栗蝸殼的導流腔，經(jīng)過流體通道，由環(huán)形腔排出。
[0007]上述栗蝸殼的導流腔中設有進口導流裝置，進口導流裝置設有用于對栗蝸殼的進口流態(tài)進彳丁整流的導流葉片。
[0008]上述栗蝸殼中，導流腔設置于栗蝸殼的中軸線，環(huán)形腔以栗蝸殼的中軸線為對稱中心環(huán)繞導流腔設置。
[0009]上述轉子系統(tǒng)包含:
[0010]葉輪外殼，其固定在栗蝸殼與栗蓋之間，內部中空形成流體通道，流體通道進口密封連接導流腔，出口密封連接環(huán)形腔，出口處設有導葉；
[0011]葉輪，其設置于葉輪外殼的流體通道內；
[0012]首栗軸，其一端連接葉輪，另一端穿過栗蓋連接至外部的電機，帶動葉輪旋轉，弓丨導余熱流體在流體通道中流動；
[0013]軸承組件，其設置在栗蓋外并套設在首栗軸上。
[0014]上述轉子系統(tǒng)與栗蓋之間設有機械密封機構;該機械密封機構采用集裝式雙端面密封結構，包含面對面布置的動密封環(huán)和靜密封環(huán)，動密封環(huán)隨轉子系統(tǒng)轉動，靜密封環(huán)保持靜止。
[0015]上述軸承組件包含:
[0016]圓柱滾子軸承，其套設在首栗軸上；
[0017]推力軸承，其套設在首栗軸上；
[0018]軸承座，其套設在推力軸承外；
[0019]軸承托架，其套設在軸承座和圓柱滾子軸承外，并與軸承座、圓柱滾子軸承、栗蓋固定連接。
[0020]上述軸承組件中的軸承潤滑采用脂潤滑。
[0021]上述軸承組件中設有水冷裝置。
[0022]上述栗蝸殼進口固定有進口法蘭，栗蝸殼出口固定有出口法蘭。
[0023]上述栗的進口法蘭、栗蝸殼、出口法蘭和栗蓋的外壁壁厚增加其原外壁壁厚的10%
?20% 0
[0024]本實用新型核電站余熱排出栗和現(xiàn)有技術相比，其優(yōu)點在于，本實用新型在栗蝸殼進口安裝了進口導流裝置，該裝置上裝有導流葉片，可以有效對進口流態(tài)進行整流，使得進口流態(tài)平穩(wěn)，性能曲線更穩(wěn)定，提升栗的整體水力效率，改善栗氣蝕性能；
[0025]本實用新型承壓邊界考慮華龍一號堆型對栗承受主回路高壓力沖擊的要求，承壓邊界壁厚增加，栗的安全性能大為提高；
[0026]本實用新型葉輪與栗蓋之間耐磨環(huán)采用凱士比公司專利保護的密封面密封，有效保證了密封性能，具有良好的防咬合性能；
[0027]本實用新型軸承潤滑采用脂潤滑，有利于核電站控制廠房內可燃物總量；
[0028]本實用新型軸承組件采用水冷，大大提高了冷卻性能；
[0029]本實用新型機械密封機構可以采用單端面或雙端面機封，具有良好的密封效果，防止泄露，并且通過機封冷卻器冷卻機封水，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0030]圖1為本實用新型核電站余熱排出栗的總體結構圖；
[0031]圖2為本實用新型軸承組件軸承潤滑脂的注入和排出示意圖；
[0032]圖3為本實用新型核電站余熱排出栗的機械密封機構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0033]以下結合附圖，進一步說明本實用新型的具體實施例。
[0034]如圖1所示，揭示了一種核電站余熱排出栗的實施例，其為一種核電機組的臥式單級離心栗，屬于臥式余熱排出栗，該排出栗包含:傳輸余熱流體的栗本體和驅動余熱流體流動的轉子系統(tǒng)。
[0035]栗本體包含密封固定連接的栗蝸殼2和栗蓋10，栗蝸殼2內部設有連接栗蝸殼2進口的導流腔和連接栗蝸殼2出口的環(huán)形腔;轉子系統(tǒng)與栗蓋10將導流腔與環(huán)形腔密封分隔，僅可通過轉子系統(tǒng)連通。
[0036]栗蝸殼2進口固定有進口法蘭I，進口法蘭I與導流腔連通;栗蝸殼2出口固定有出口法蘭3，出口法蘭3連通環(huán)形腔。余熱流體由進口法蘭I吸入，進入栗蝸殼2的導流腔，通過轉子系統(tǒng)將余熱流體輸送至環(huán)形腔，由出口法蘭3輸出余熱流體。
[0037]其中，導流腔設為管狀結構，設置于栗蝸殼2的中軸線，環(huán)形腔設為環(huán)形結構，以栗蝸殼2的中軸線為對稱中心環(huán)繞導流腔設置。
[0038]在栗蝸殼2的導流腔中設有進口導流裝置13，進口導流裝置13設有用于對栗蝸殼2的進口流態(tài)進行整流的導流葉片。余熱流體從進口法蘭I吸入，經(jīng)過進口導流裝置13整流消除入流擾動和畸變，使得入口流動均勻。
[0039]為滿足例如華龍一號核電站等高安全性要求和承受一回路壓力沖擊的要求，栗的進口法蘭1、栗蝸殼2、出口法蘭3和栗蓋10均采用了高的設計壓力，進口法蘭1、栗蝸殼2、出口法蘭3和栗蓋10的外壁壁厚都增加至其原外壁壁厚的10%?20%(即進口法蘭1、栗蝸殼2、出口法蘭3和栗蓋10的壁厚加厚10%?20%)，提高了栗壓力邊界的可靠性和安全性。
[0040]轉子系統(tǒng)串設在栗蓋10中，轉子系統(tǒng)設有通過葉輪引導余熱流體以固定方向運動的流體通道;流體通道的進口連接導流腔，出口連接環(huán)形腔；由于導流腔與環(huán)形腔密封分隔，所以導流腔與環(huán)形腔之間盡可以通過轉子系統(tǒng)的流體通道連通。轉子系統(tǒng)引導余熱流體吸入栗蝸殼2的導流腔，經(jīng)過流體通道，由環(huán)形腔排出。
[0041]轉子系統(tǒng)包含:葉輪外殼14、葉輪12、首栗軸7和軸承組件。
[0042]葉輪外殼14的形狀與葉輪12相適配，采用碟狀、或圓盤狀、或類似變形。葉輪外殼14設置在栗蝸殼2內，固定在栗蝸殼2與栗蓋10之間，葉輪外殼14內部中空形成流體通道，流體通道的進口設置在中部朝向栗蝸殼2內，該進口密封連接栗蝸殼2的導流腔，出口設置在葉輪外殼14的環(huán)形邊緣的側壁，朝向栗蝸殼2的環(huán)形腔設置，并與環(huán)形腔密封連接。
[0043]葉輪12設置在葉輪外殼14的流體通道內，葉輪可通過旋轉引導余熱流體由導流腔流入流體通道位于葉輪外殼14中部的進口，從位于葉輪外殼14邊緣側壁的出口排出至環(huán)形腔。
[0044]首栗軸7的一端機械連接葉輪12，另一端穿過栗蓋10連接至外部的電機，電機通過首栗軸7帶動葉輪旋轉，引導余熱流體在流體通道中流動。從電機驅動端看，栗旋向為逆時針方向。
[0045]軸承組件設置在栗蓋10外并套設在首栗軸7上。具體的，軸承組件包含:套設在首栗軸7上的徑向的圓柱滾子軸承5，套設在首栗軸7上的雙圓錐滾子推力軸承6，套設在推力軸承6外的軸承座8，以及套設在軸承座8和圓柱滾子軸承5外的軸承托架9。軸承托架9與軸承座8、圓柱滾子軸承5、栗蓋10固定連接，為軸承組件的軸承零件提供支撐和固定。軸承組件中的軸承潤滑采用脂潤滑。軸承溫度由軸承上端安裝溫度熱電阻傳感器來進行軸承溫度監(jiān)控。
[0046]軸承組件中設有水冷裝置，冷卻方式為水冷，極大提高了冷卻效率和冷卻性能。軸承冷卻水從進口 27流入，進入軸承座和軸承架內專門設計的冷卻通道，從冷卻水出口 28流出。
[0047]如圖2并結合圖1所示，顯示了軸承潤滑脂的注入和排出布局，軸承組件中設置三個潤滑脂注入口，具體如下:圓柱滾子軸承5的注入口為21，排出口為22，推力軸承6注入口為23、25，排出口見圖1中24。
[0048]另外，軸承兩端密封26采用迷宮環(huán)密封形式，使得軸承具有很好的密封性能。
[0049]轉子系統(tǒng)結構方面，其栗轉子系統(tǒng)設計為剛性轉子，通過葉輪進口端(流體通道進口)和出口端(流體通道出口)耐磨環(huán)內的液膜剛度和圓柱滾子軸承5與推力軸承6進行支撐，使轉子在栗運行的固有頻率遠大于轉速激振頻率。
[0050]如圖3并結合圖1所示，在轉子系統(tǒng)與栗蓋10之間設有機械密封機構4。機械密封機構4采用集裝式雙端面密封，包含面對面布置的動密封環(huán)和靜密封環(huán)，動密封環(huán)隨轉子系統(tǒng)轉動，靜密封環(huán)保持靜止，形成兩道動靜密封面，具有良好的密封效果。如果一級密封失效，二級密封仍然可以密封，防止泄露。機械密封機構4的密封沖洗水來自端口 29，機封水通過外接換熱器進行冷卻。機封靜密封環(huán)材料為耐高溫性能更好的石墨種類，并通過在靜密封環(huán)表面刻月牙槽的方法使得機封耐高溫性能更好，運行更為可靠。
[0051]進一步的，排出栗的轉子系統(tǒng)設計成抽取式結構，通過打開栗蓋10，便可將轉子系統(tǒng)從排出栗的栗本體內整體抽出，無需拆卸軸承組件或者移動電機和栗蝸殼2便可更換機械密封機構4，便于電廠進行維護。
[0052]盡管本實用新型的內容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【主權項】
1.一種核電站余熱排出栗，其特征在于，該排出栗包含: 栗本體，其包含密封連接的栗蝸殼(2)和栗蓋(10)，栗蝸殼(2)內部設有連接栗蝸殼(2)進口的導流腔和連接栗蝸殼(2)出口的環(huán)形腔;栗蓋(10)將導流腔與環(huán)形腔密封分隔； 轉子系統(tǒng)，其串設在栗蓋(10)中，轉子系統(tǒng)設有通過葉輪引導余熱流體以固定方向運動的流體通道;流體通道的進口連接導流腔，出口連接環(huán)形腔;轉子系統(tǒng)引導余熱流體吸入栗蝸殼(2 )的導流腔，經(jīng)過流體通道，由環(huán)形腔排出。2.如權利要求1所述的核電站余熱排出栗，其特征在于，所述栗蝸殼(2)的導流腔中設有進口導流裝置(13)，進口導流裝置(13)設有用于對栗蝸殼(2)的進口流態(tài)進行整流的導流葉片。3.如權利要求1或2所述的核電站余熱排出栗，其特征在于，所述栗蝸殼(2)中，導流腔設置于栗蝸殼(2)的中軸線，環(huán)形腔以栗蝸殼(2)的中軸線為對稱中心環(huán)繞導流腔設置。4.如權利要求1所述的核電站余熱排出栗，其特征在于，所述轉子系統(tǒng)包含: 葉輪外殼(14)，其固定在栗蝸殼(2)與栗蓋(10)之間，內部中空形成流體通道，流體通道進口密封連接導流腔，出口密封連接環(huán)形腔，出口處設有導葉(11); 葉輪(12)，其設置于葉輪外殼(14)的流體通道內； 首栗軸(7)，其一端連接葉輪(12)，另一端穿過栗蓋(10)連接至外部的電機，帶動葉輪旋轉，引導余熱流體在流體通道中流動； 軸承組件，其設置在栗蓋(10)外并套設在首栗軸(7)上。5.如權利要求1或4所述的核電站余熱排出栗，其特征在于，所述轉子系統(tǒng)與栗蓋(10)之間設有機械密封機構(4);所述機械密封機構(4)采用集裝式雙端面密封結構，包含面對面布置的動密封環(huán)和靜密封環(huán)，動密封環(huán)隨轉子系統(tǒng)轉動，靜密封環(huán)保持靜止。6.如權利要求4所述的核電站余熱排出栗，其特征在于，所述軸承組件包含: 圓柱滾子軸承(5)，其套設在首栗軸(7)上； 推力軸承(6)，其套設在首栗軸(7)上； 軸承座(8)，其套設在推力軸承(6)外； 軸承托架(9)，其套設在軸承座(8)和圓柱滾子軸承(5)外，并與軸承座(8)、圓柱滾子軸承(5)、栗蓋(10)固定連接。7.如權利要求4或6所述的核電站余熱排出栗，其特征在于，所述軸承組件中的軸承潤滑采用脂潤滑。8.如權利要求4或6所述的核電站余熱排出栗，其特征在于，所述軸承組件中設有水冷目.ο9.如權利要求1所述的核電站余熱排出栗，其特征在于，所述栗蝸殼(2)進口固定有進口法蘭(I)，栗蝸殼(2)出口固定有出口法蘭(3)。10.如權利要求9所述的核電站余熱排出栗，其特征在于，所述栗的進口法蘭(1)、栗蝸殼(2)、出口法蘭(3)和栗蓋(10)的外壁設有加厚層，該加厚層的厚度是進口法蘭(1)、栗蝸殼(2)、出口法蘭(3)和栗蓋(10)的外壁厚度的10%?20%。
【文檔編號】F04D13/06GK205638948SQ201521120978
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年12月31日
【發(fā)明人】王青, 王曉坤, 于麗紅
【申請人】上海電氣凱士比核電泵閥有限公司