CN104334886A - 泵密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于密封核电站的泵的装置(1)，所述装置(1)包括：机械轴封(70)，流体集管，其包括：第一多个表面(35)，其与所述机械轴封(70)协作；第二多个表面(36)，其设计成与泵壳体(10)协作；多个通道(44，45，46，47)，其在运行状态中形成第一流体回路(33)和第二流体回路(34)，第一流体回路构成第一多个表面(35)和第二多个表面(36)之间的隔热件(31)，第二流体回路将流体供应到所述机械轴封(70)，以便对其进行冷却。

Description

泵密封装置
技术领域
本发明涉及泵密封装置。更具体而言，其涉及用于密封核电站的泵的装置。其还可涉及化石燃料电站，具体而言，通过燃烧煤、燃料油或天然气发电的电站。在核电站的情况下，泵具有将水发送到位于反应器的入口的上游的加热器的功能。
背景技术
根据现有技术，隔热功能和冷却机械轴封(packing)的摩擦元件的功能由接头(tapping)(对某些区进行供应且具有入口和出口的通道被定义为接头)执行，接头布置在泵壳体、机械轴封和流体集管中，如果有一个的话。现有技术使得难以维护，因为必须在此之前移除管道。此外，将多个接头布置在标准构件中会增加成本，具体而言因为有孔且要焊接供应管道。这样的装置使得较难以对密封装置进行维护，因为在机械轴封和泵壳体中有接头。
在这个背景下，这里解决的问题是制造上面提到的类型的泵密封装置，其具有简单的结构且有利于维护所述装置且改进装置的使用寿命。
机械轴封在轴的端部处且在泵壳体的外侧提供密封。机械轴封和在机械轴封附近流动的水的温度必须不能超过阈值温度，传统上是100℃。但是，典型地，流过泵的水处于大约200℃的温度。在给定轴封和具体而言固定面环和旋转面环的机械属性和其在密封装置中的布置的情况下，重要的是，保护它们以免过热，以便保护它们以免在它们的运行状态中退化。具体而言，泵壳体和机械轴封之间的传导进行的热交换可影响密封件和具体而言在固定面环和旋转面环之间的点处的密封件的正确运行。此外，在一方面由轴封的旋转面环限定的机械轴封的旋转部件和在另一方面轴封的固定面环所限定的固定部件之间的摩擦以热的形式消散能量，从而导致固定面环和旋转面环温度升高和过早磨损。因而，为了增加机械轴封的使用寿命，使机械轴封在出现摩擦的点处得到冷却，即在机械轴封中的那个点处，更具体而言，在固定面环和旋转面环之间存在相对运动的点处。
此外，本发明的目的具体而言在于优化密封装置的维护，以及增加密封装置的使用寿命。
发明内容
本发明提出的解决方案在于一种泵密封装置，包括：
机械轴封，
流体集管，其包括：
　　第一多个表面，其与所述机械轴封协作；
　　第二多个表面，其设计成与泵壳体协作；
　　多个通道，其在运行状态中形成第一流体回路和第二流体回路，第一流体回路构成第一多个表面和第二多个表面之间的隔热件，第二流体回路将流体供应到所述机械轴封，以对其进行冷却。
通过提供其中结合了流体集管的密封装置，这种布置有利地促进维护且增加密封装置的使用寿命。包括在被保护的机械轴封和限定热区的泵壳体之间的流体集管结合了第一和第二回路。在流体集管中在泵壳体和轴封之间循环的第一回路的功能是形成隔热件，以便保护轴封免受泵壳体消散的热和流过所述泵的水所产生的热的影响。将流体供应到轴封的第二流体回路的功能是冷却轴封，以便降低温度，以允许使用密封装置，而没有泄漏的风险，然后这防止泵水接触外部环境。
此外，由于以机械的方式焊接在泵壳体和轴封之间的集管罐使得能够以简单的方式结合两个功能，所以维护得到的促进。因而，在泵壳体和轴封上不必要存在接头。此外，装置在隔热件的点处不包括密封件且在泵壳体中没有孔以对隔热件进行供应。
在本发明的另一个实施例中，隔热件可由凹部形成，凹部分开所述流体集管的第一部分和第二部分，所述第一部分意图定向在热区旁边，并且所述第二部分意图定向在所述轴封旁边，所述凹部容纳流体。
在本发明的另一个实施例中，限定交换区的空间在机械轴封和流体集管之间，邻近所述机械轴封的摩擦元件，可容纳用于冷却所述元件的流体。
在一个实施例中，流体集管包括第一通道和第二通道，以分别对第二流体回路进行供应和排空，所述第一通道和第二通道各自从流体集管的径向外表面延伸到与轴封连通的所述空间。
在一个实施例中，流体集管包括：
用于对所述凹部进行供应的第三通道，所述第三通道从集管的径向外表面延伸到布置在所述流体集管内部的第一内部通道；
第四通道，其用于排空所述凹部，所述第四通道从集管的所述径向外表面延伸到布置在所述流体集管内部的第二内部通道。
在一个实施例中，凹部在集管内部沿径向延伸，从而限定环形形状。
在本发明的另一个实施例中，第一流体回路和第二流体回路连接到流体冷却装置上。
附图说明
根据下文给出的描述，借助于完全非限制性指示，参照图1，其它特征和优点将进一步显而易见，图1显示了密封装置的示例的截面图。
具体实施方式
提供了两个密封装置1来防止加压热水流出到外部环境中，同时不阻碍轴20的旋转。两个密封装置1中的各个布置在轴20的各个出口处。
这些装置1中的各个包括：
泵壳体10，其容纳加压热水且还容纳能量回收部件；
旋转轴20，其支承叶轮，叶轮的导叶对这个热水施加动力，所述轴20从壳体10的各个侧出来，以便支托在轴承上；其一端联接到驱动***(未显示)上；轴20的出口通过密封装置1密封；
流体集管30，其通过固定器件固定到泵壳体10上；
固定盖60，其将机械轴封70固定到泵上，并且更具体而言固定到流体集管30的内部；
旋转面环72，其随着轴20旋转且与固定面环71处于表面-表面接触；密封出现在这两个面环之间的接口处；
固定面环71，其保持压靠在旋转面环72上，仅能够以平移的方式运动；
旋转面环载体，其保持旋转面环；
-非旋转面环载体，其保持固定面环71且允许面环以平移运动的方式运动；
机械轴封70衬套，其连接到轴20上；这形成机械轴封70的与轴20接触的壁，同时保护轴20。
密封装置1意图定位在旋转轴20和泵壳体10之间。更具体而言，装置1位于在轴20的出口处，在泵壳体10的外部，以便防止循环通过泵壳体10的加压热水流出所述泵壳体10。此外，密封装置1、旋转轴20和泵壳体10布置在一起，以便不阻碍轴20相对于泵壳体10的旋转。轴20围绕轴线20a旋转。
限定密封器件的机械轴封70配合到密封装置1上。机械轴封70包括以密封的方式连接到流体集管30上的所述固定密封面环71，以及以密封的方式连接到旋转轴20上的所述旋转密封面环72。当轴20围绕其轴线20a旋转时，旋转面环72抵靠着固定面环71在环形摩擦表面上摩擦。固定面环和旋转面环中的各个具有径向外表面和径向内表面。径向外表面的至少一部分与限定交换区的空间90连通。限定交换区的空间90设置在轴封70的沿径向朝向外部定向的部分和流体集管30之间，并且邻近由固定面环71和旋转面环72形成的摩擦元件。在运行状态中，空间90容纳用于冷却摩擦元件的流体。固定面环71和旋转面环72中的各个还具有邻近轴20的径向内表面。
装置1可包括面环挤压器件，其沿轴向将固定面环71和旋转面环72挤压在彼此上。这些器件的功能是保持固定面环71和旋转面环72之间的接触。
流体集管30布置在泵壳体10和机械轴封70之间。其功能是在泵壳体10和机械轴封70之间形成隔热件31，以及冷却机械轴封70，具体而言冷却固定面环和旋转面环。因而，这个集管30意图的是基本保护机械轴封70免受外部侵袭的影响，具体而言呈热的形式的外部侵袭，并且增加其使用寿命。流体集管30包括多个通道44、45、46、47，其在运行状态中形成第一流体回路33和第二流体回路34，第一流体回路在流体集管30的第一多个表面35和第二多个表面36之间形成隔热件31，第二流体回路34对机械轴封70供应水，以便对其进行冷却。
在本发明的另一个实施例中，流体集管30包括四个接头：第一接头40，其用于对机械轴封70供应流体；第二接头41，其用于将流体从机械轴封70排空；第三接头42，其用于对隔热件31进行供应；以及第四接头43，其用于将流体从隔热件31排空。
优选地，第一通道44从流体集管30的径向外表面38(邻近第一接头40)延伸到与轴封70连通的空间90。作为示例，这个第一通道44可通过流体集管30沿径向从一端传送到另一端。
优选地，第二通道45从与轴封70连通的空间90延伸到流体集管30的径向外表面38(邻近第二接头41)。这个第二通道45沿从流体集管30的一端传送到另一端的第二方向延伸。第一通道44和第二通道45布置成使得第一和第二方向不一致。
优选地，在一个实施例中，第三通道46从流体集管30的径向外表面38延伸且与凹部50连通，凹部50在运行状态中形成隔热件31。
为了将水从隔热件31排空，凹部50与第四通道47连通，第四通道47延伸远到流体集管30的径向外表面38，邻近第四接头43。
在一个实施例中，第一接头40、第二接头41、第三接头42和第四接头43也可布置在表面39上，以便与轴线20a基本成直角，并且朝向泵壳体10所处的相对的侧定向。然后将因此形成第一通道44、第二通道45、第三通道46和第四通道47；作为示例，第一通道44、第二通道45、第三通道46和第四通道47限定的方向将布置成不一致。
用于冷却轴封70的回路然后通过第一接头40得到供应，延伸通过第一通道44，并且然后使流体与空间90中的固定面环和旋转面环连通。容纳在空间90中的流体然后通过第二通道45排空，并且通过第二接头41离开流体集管30。
形成隔热件31的流体回路然后通过第三接头42得到供应，延伸通过第三通道46，然后可能通过第一内部通道，之后逐渐地且沿周向填充凹部50。容纳在凹部50中的流体然后可通过第四通道47排空，并且可通过第四接头43离开流体集管30。
在图1显示的实施例中，凹部50分开集管罐30的第一部分51和第二部分52。第一部分51是意图在泵壳体10附近定向在热区旁边的部分，而第二部分52意图定向在轴封70旁边，也就是说，是要在热方面受到保护的元件。
图1显示其中凹部50沿径向在流体集管30的内部延伸且限定环的实施例。
在本发明的一个实施例中，将水供应到轴封70的第二流体回路34传送通过交换器，以便冷却其水。以相同的方式，第一流体回路33优选永久性地对隔热件31供应源自河水或海水类型的冷源的水。
泵密封装置1包括机械轴封70和流体集管。这个流体集管包括与机械轴封70协作的第一多个表面35和设计成与泵壳体10协作的第二多个表面36。
在运行状态中，流体集管此外包括第一流体回路33和第二流体回路34，第一流体回路形成第一多个表面35和第二多个表面36之间的隔热件31，第二流体回路34对所述机械轴封70供应水，以便对其进行冷却。
根据另一个实施例，限定交换区的空间90在机械轴封70和流体集管30之间，邻近所述机械轴封70的摩擦元件，容纳用于冷却所述元件的流体。

Claims (7)

1. 一种用于密封核电站的泵的装置(1)，所述装置(1)包括：
机械轴封(70)，
流体集管，其包括：
　　第一多个表面(35)，其与所述机械轴封(70)协作；
　　第二多个表面(36)，其设计成与泵壳体(10)协作；
　　多个通道(44，45，46，47)，其在运行状态中形成第一流体回路(33)和第二流体回路(34)，所述第一流体回路构成所述第一多个表面(35)和所述第二多个表面(36)之间的隔热件(31)，所述第二流体回路将流体供应到所述机械轴封(70)，以对其进行冷却。
2. 根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述隔热件(31)由凹部(50)形成，所述凹部(50)将中间构件的第一部分(51)和第二部分(52)分开，所述第一部分(51)意图定向在热区旁边，而所述第二部分(52)意图定向在所述轴封(70)旁边，所述凹部(50)容纳流体。
3. 根据前述权利要求中的任一项所述的所述装置(1)，其特征在于，限定交换区的空间(90)在所述机械轴封(70)和所述中间构件之间，邻近所述机械轴封(70)的摩擦元件(71，72)，容纳用于冷却所述元件(71，72)的流体。
4. 根据权利要求3所述的装置(1)，其特征在于，所述流体集管(30)包括第一通道(44)和第二通道(45)，分别用于对所述第二流体回路(34)进行供应和排空，所述第一通道(44)和第二通道(45)各自从所述流体集管(30)的径向外表面(38)延伸到与所述轴封(70)连通的所述空间(90)。
5. 根据权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，所述流体集管(30)包括：
第三通道(46)，其用于对所述凹部(50)进行供应，所述第三通道(46)从所述集管(30)的径向外表面(38)延伸到布置在所述流体集管(30)内部的第一内部通道；
用于排空所述凹部(50)的第四通道(47)，所述第四通道(47)从所述集管(30)的所述径向外表面(38)延伸到布置在所述流体集管(30)内部的第二内部通道。
6. 根据权利要求2至5中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述凹部(50)在所述集管(30)内部沿径向延伸，从而限定环形形状。
7. 根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述第一流体回路(33)和所述第二流体回路(34)连接到流体冷却装置上。
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