CN113417856B - 一种水-水高能反应堆三代核电机组高压安注泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水‑水高能反应堆三代核电机组高压安注泵，该高压安注泵为卧式双壳体多级离心泵，包括泵筒体、泵轴、若干第一单吸叶轮和若干第二单吸叶轮，泵筒体内设有安置腔，安置腔内设有可整体装入和抽出的芯包组件，第一单吸叶轮和第二单吸叶轮分两种朝向串联安装在泵轴上。本发明结构合理，耐介质高温、热冲击、含杂质工况，在检修时，只需要松开主螺母后就可将包括泵盖、转子部件、定子部件、轴封部件、轴承部件在内的芯包组件整体从泵筒体中抽出进行维修或更换，检修时间少；在所有工况下轴向力可自平衡，无需设置平衡机构，可靠性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压安注泵，具体涉及一种结构合理，耐介质高温，检修方便，无需设置平衡机构，可靠性好的水-水高能反应堆三代核电机组高压安注泵。
背景技术
VVER(Water-Water Energetic Reactor，水-水高能反应堆)三代核电机组是目前世界上逐渐扩大应用的压水堆核电机组。
高压安注泵是压水堆核电站安全注入***的主要设备，属核安全2级，当一回路***发生破口或主蒸汽管道发生破裂造成一回路温度降低而引起正反应性增加时，该泵启动向堆芯注入硼酸水，迅速冷却和淹没堆芯，防止事故进一步扩大，确保反应堆安全。高压安注泵输送的介质为带有放射性的含硼水，并且含有混凝土颗粒、油漆皮、纤维等固体成份，泵的设计工况点多，性能曲线要求陡降，泵要求能耐150℃介质高温及热冲击。
现有的高压安注泵不能实现芯包整抽，在检修便利性上存在缺陷；叶轮均为同向布置，叶轮产生的轴向力逐级叠加，需采用平衡盘、平衡鼓等机构进行平衡，而且平衡盘和平衡鼓有易发生摩擦，磨损、对间隙敏感，在含固体颗粒的介质中易发生故障、失效。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种结构合理，耐介质高温，检修方便，无需设置平衡机构，可靠性好的水-水高能反应堆三代核电机组高压安注泵。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种水-水高能反应堆三代核电机组高压安注泵，所述水-水高能反应堆三代核电机组高压安注泵为卧式双壳体多级离心泵，所述水-水高能反应堆三代核电机组高压安注泵包括：泵筒体、泵轴、若干第一单吸叶轮和若干第二单吸叶轮，所述泵筒体内设有安置腔，所述安置腔内设有可整体装入和抽出的芯包组件，所述第一单吸叶轮和第二单吸叶轮分两种朝向串联安装在泵轴上。
在本发明的具体实施例子中，第一单吸叶轮为三个，第二单吸叶轮为三个。
在本发明的具体实施例子中，所述泵筒体通过焊接设有与安置腔连通的进口管和出口管；所述泵筒体的两翼设有四个支承板，所述支承板的下平面与泵组中心线等高；在泵筒体的下方一端设有定位圆孔，另一端设有导向矩形槽。
在本发明的具体实施例子中，所述芯包组件包括泵盖、转子部件、定子部件、轴封部件、轴承部件；
转子部件包括轴，第一单吸叶轮，第二单吸叶轮；
定子部件包括吸入段，第一中段，第二中段，末端中段，中间段，第一径向导叶，第二径向导叶，驱动端轴承部件，非驱动端轴承部件，轴封部件，泵盖；
转子部件，在安置腔内转动，转子部件包括泵轴，泵轴横穿安置腔，通过驱动端轴承部件和非驱动端轴承部件支承转动，驱动端轴承部件包括一个径向滚动轴承，非驱动端轴承部件包括两个径向加推力滚动轴承；
泵轴上设有三个第一单吸叶轮和个第二单吸叶轮，第一单吸叶轮与第二单吸叶轮分两种朝向串联安装在泵轴上；
定子部件，整体设置在安置腔内，径向剖分，包括吸入段，第一中段，第二中段，末端中段，中间段，第一径向导叶，第二径向导叶；
第一中段和第一径向导叶与第一单吸叶轮相配套工作，第二中段和第二径向导叶与第二单吸叶轮相配套工作，第一单吸叶轮、径向导叶、中段和第二单吸叶轮、径向导叶、中段安装方向相反，自平衡轴向力；
吸入段设置在第一中段前，设有第一腔体，第一腔体与第一通道连通；
中间段设置在第一中段和第二中段之间，中间段设有第一流道和第二流道；
中间段与泵筒体配合形成与第一流道连接的第二腔体，中间段与泵筒体配合形成与第二流道连接的第三腔体；
末端中段安装在第二中段和泵盖之间，设有第三流道；
泵盖设有第四腔体，泵盖上设有节流套，节流套形成的节流间隙用于阻隔第四腔体和末端中段上的第三流道。
在本发明的具体实施例子中，轴封部件设有冷却夹套。
本发明的积极进步效果在于：本发明提供的水-水高能反应堆三代核电机组高压安注泵有如下优点：本发明结构合理，耐介质高温、热冲击、含杂质工况，在检修时，只需要松开主螺母后就可将包括泵盖、转子部件、定子部件、轴封部件、轴承部件在内的芯包组件整体从泵筒体中抽出进行维修或更换，检修时间少；在所有工况下轴向力可自平衡，无需设置平衡机构，可靠性好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的局部结构示意图。
图3为本发明的另一个局部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的局部结构示意图，图3为本发明的另一个局部结构示意图，如图1-3所示：本发明提供的水-水高能反应堆三代核电机组高压安注泵为卧式双壳体多级离心泵，包括泵筒体、泵轴、若干第一单吸叶轮和若干第二单吸叶轮，泵筒体内设有安置腔，安置腔内设有可整体装入和抽出的芯包组件，第一单吸叶轮和第二单吸叶轮分两种朝向串联安装在泵轴上。在本发明给出的实施例子中，第一单吸叶轮和第二单吸叶轮均为三个。
在泵筒体100外表面通过焊接设有与安置腔连通的进口管110和出口管120，进口管与泵筒体设有第一通道111，出口管与泵筒体设有第二通道121。
泵筒体100通过焊接设有4个支承板150，分为两个一组，分别分布在泵筒体的两翼，用于固定泵筒体，支承板150的下平面与泵组中心线等高，使泵筒体在介质温度变化引起尺寸变化时可保持泵中心线高度不变。
泵筒体100的正下方，一端设有定位圆孔(图中的标注A)，用于设置定位销，另一端设有导向矩形槽(图中的标注B)，用于设置导向键，作用是在高温和热冲击工况下合理引导泵筒体的热位移。
在泵筒体的安置腔内设有可整体装入和抽出的芯包组件，芯包组件包括转子部件(包括轴200，第一单吸叶轮210，第二单吸叶轮220)，定子部件(包括吸入段300，第一中段310，第二中段320，末端中段330，中间段340，第一径向导叶350，第二径向导叶360)，驱动端轴承部件230，非驱动端轴承部件240，轴封部件250，泵盖400。芯包组件在松开主螺母后即可整体多安置腔中抽出进行检修或更换。
转子部件，可在安置腔内转动，其包括泵轴200，泵轴200横穿安置腔，通过驱动端轴承部件230和非驱动端轴承部件240支承转动，驱动端轴承部件230包括一个径向滚动轴承，非驱动端轴承部件240包括两个径向+推力滚动轴承。
泵轴200上设有3个第一单吸叶轮210和3个第二单吸叶轮220，第一单吸叶轮210与第二单吸叶轮220分两种朝向串联安装在泵轴200上。
定子部件，整体设置在安置腔内，径向剖分，包括吸入段300，第一中段310，第二中段320，末端中段330，中间段340，第一径向导叶350，第二径向导叶360。
第一中段310和第一径向导叶350与第一单吸叶轮210相配套工作，第二中段320和第二径向导叶360与第二单吸叶轮210相配套工作，第一单吸叶轮、径向导叶、中段和第二单吸叶轮、径向导叶、中段安装方向相反，可自平衡轴向力。
吸入段300设置在第一中段前，设有第一腔体301，第一腔体301与第一通道111连通。
中间段340设置在第一中段310和第二中段320之间，中间段340设有第一流道341和第二流道342。
中间段340与泵筒体100配合形成与第一流道341连接的第二腔体102，中间段340与泵筒体100配合形成与第二流道342连接的第三腔体101。
末端中段330安装在第二中段320和泵盖400之间，设有第三流道331。
泵盖400设有第四腔体401，泵盖400上设有节流套410，节流套410形成的节流间隙用于阻隔第四腔体401和末端中段300上的第三流道331。
本发明的一个优选实例中，所述泵轴200伸出吸入段300和泵盖400的地方分别设置的轴封部件250为集装式机械密封，轴封部件设有冷却夹套，驱动端的冷却夹套与吸入段300形成第五腔体302，非驱动端的冷却夹套与泵盖400形成第六腔体402。
下面是本发明的具体工作过程：
工作时，介质通过泵进口管110的第一通道111进入吸入段300的第一腔体301，流入到第一单吸叶轮210的进口，通过第一单吸叶轮210、第一径向导叶350、第一中段310的配合做功，能量提升后的介质通过中间段340的第一流道341进入腔体102。
接着介质通过末端中段330的第三流道331，反转方向，流入到第二单吸叶轮220的进口，通过第二单吸叶轮220、第二径向导叶360、第二中段320的配合做功，能量进一步提升后的介质通过中间段340的第二流道342进入腔体101，最后通过泵出口管120的第二通道121流出。
由于中间段340两侧的第一单吸叶轮210和第二单吸叶轮220在泵运转工作时，通过分别与相应径向导叶、中段的配合，产生的轴向力均指向该叶轮的进口方向，所以第一单吸叶轮210和第二单吸叶轮220产生的轴向力可相互平衡。
为了进一步提高平衡力，在泵筒体100外还设有平衡管140，平衡管设有第四流道141，第四流道141将第一腔体301和第四腔体401连通，这样可进一步平衡残余轴向力。
这样可以省去复杂的平衡装置(例如平衡盘、平衡鼓)，在结构上提高了该类型泵的可靠性。
第五腔体302和第六腔体402分别通有冷却水，防止介质高温传导给轴封。
本发明提供耐介质高温、热冲击、含杂质工况，在检修时，只需要松开主螺母后就可将包括泵盖、转子部件、定子部件、轴封部件、轴承部件在内的芯包组件整体从泵筒体中抽出进行维修或更换，检修时间少；在所有工况下轴向力可自平衡，无需设置平衡机构，可靠性好。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种水-水高能反应堆三代核电机组高压安注泵，其特征在于：所述水-水高能反应堆三代核电机组高压安注泵为卧式双壳体多级离心泵，所述水-水高能反应堆三代核电机组高压安注泵包括：泵筒体、泵轴、若干第一单吸叶轮和若干第二单吸叶轮，所述泵筒体内设有安置腔，所述安置腔内设有可整体装入和抽出的芯包组件，所述第一单吸叶轮和第二单吸叶轮分两种朝向串联安装在泵轴上；
第一单吸叶轮为三个，第二单吸叶轮为三个；
所述泵筒体通过焊接设有与安置腔连通的进口管和出口管；所述泵筒体的两翼设有四个支承板，所述支承板的下平面与泵组中心线等高；在泵筒体的下方一端设有定位圆孔，另一端设有导向矩形槽；
所述芯包组件包括泵盖、转子部件、定子部件、轴封部件、轴承部件；
转子部件包括轴，第一单吸叶轮，第二单吸叶轮；
定子部件包括吸入段，第一中段，第二中段，末端中段，中间段，第一径向导叶，第二径向导叶，驱动端轴承部件，非驱动端轴承部件，轴封部件，泵盖；
转子部件，在安置腔内转动，转子部件包括泵轴，泵轴横穿安置腔，通过驱动端轴承部件和非驱动端轴承部件支承转动，驱动端轴承部件包括一个径向滚动轴承，非驱动端轴承部件包括两个径向加推力滚动轴承；
泵轴上设有三个第一单吸叶轮和三个第二单吸叶轮，第一单吸叶轮与第二单吸叶轮分两种朝向串联安装在泵轴上；
定子部件，整体设置在安置腔内，径向剖分，包括吸入段，第一中段，第二中段，末端中段，中间段，第一径向导叶，第二径向导叶；
第一中段和第一径向导叶与第一单吸叶轮相配套工作，第二中段和第二径向导叶与第二单吸叶轮相配套工作，第一单吸叶轮、第一径向导叶、第一中段和第二单吸叶轮、第二径向导叶、第二中段安装方向相反，自平衡轴向力；
吸入段设置在第一中段前，设有第一腔体，第一腔体与第一通道连通；
中间段设置在第一中段和第二中段之间，中间段设有第一流道和第二流道；
中间段与泵筒体配合形成与第一流道连接的第二腔体，中间段与泵筒体配合形成与第二流道连接的第三腔体；
末端中段安装在第二中段和泵盖之间，设有第三流道；
泵盖设有第四腔体，泵盖上设有节流套，节流套形成的节流间隙用于阻隔第四腔体和末端中段上的第三流道；
轴封部件设有冷却夹套。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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