CN202417954U - 一种1000mw核电站用核二级泵上充泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及核电站用泵，具体地说是一种1000MW核电站用核二级泵上充泵，包括内外双壳体、泵头、端盖、主轴、多级叶轮及轴承体部件，其中泵头及端盖分别安装在外壳体的两端，内壳体嵌套于外壳体的内部、并通过首板与泵头相连；主轴转动安装在双壳体内，驱动侧由泵头穿出、连接有轴承体部件，在主轴上套设有位于内壳体内部的多级叶轮；泵头的一侧与外壳体相连，另一端设有套在主轴上的机械密封，在泵头上对称连接有吸入法兰及吐出法兰。本实用新型具有高效优秀的水力模型，多个工况点的性能要求能够实现多种功能，该泵在大流量点有扬程陡降特性；轴承无需预润滑，上充泵具有不需预润滑就能直接快速的启动功能，并达到良好的效果。

Description

一种1000MW核电站用核二级泵上充泵

技术领域

本实用新型涉及核电站用泵，具体地说是一种1000MW核电站用核二级泵上充泵。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展和能源政策的调整，2006年3月国务院通过了《国家核电中长期发展规划》，到2020年核电总装机容量将达到7000万千瓦，平均每年要有2～3座百万千瓦核电机组投产，需要核二、三级泵1000多台，年投资将达50多亿元；因此，核二、三级泵越来越得到广泛应用。

但现有核电用的核一、二、三级泵及重要的常规岛用泵成本很高，结构复杂，操作困难，不便于维修。如何通过自主开发电动辅助给水泵，逐渐掌握1000MW压水堆核电站二级泵的设计生产能力、促进我国核电事业的发展，以成为亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种一种1000MW核电站用核二级泵上充泵。该上充泵为卧式、多级、单吸、双壳体单轴伸整体可抽式离心泵，结构简单、便于操作、易维护。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括内外双壳体、泵头、端盖、主轴、多级叶轮及轴承体部件，其中泵头及端盖分别安装在外壳体的两端，内壳体嵌套于外壳体的内部、并通过首板与所述泵头相连；所述主轴转动安装在双壳体内，驱动侧由所述泵头穿出、连接有轴承体部件，在主轴上套设有位于内壳体内部的多级叶轮；所述泵头的一侧与外壳体相连，另一端设有套在主轴上的机械密封，在泵头上对称连接有吸入法兰及吐出法兰。

其中：所述外壳体为筒体，内壳体包括导流体及中间段，其中导流体与叶轮的级数相对应，每级叶轮均对应一个导流体；所述中间段套设在主轴上，叶轮及导流体分为两组、背靠背组装，两组叶轮及导流体分别位于所述中间段的两侧，各导流体通过螺栓与中间段相连；所述中间段通过中间水润滑轴承套设在主轴上，中间段的一侧为泵头侧的各导流体，另一侧为筒体侧的各导流体；所述泵头侧的各导流体一端与位于内壳体泵头侧的端面的首板相连，另一端与所述中间段连接，所述首板通过螺栓与泵头固接；所述筒体侧的各导流体一端通过中间段与泵头侧的各导流体相连，另一端连接有尾盖，该尾盖通过下水润滑轴承套设在所述主轴上；所述中间水润滑轴承及下水润滑轴承分别通过中间水润滑轴承套及下水润滑轴承套套设在主轴上；所述吸入法兰及吐出法兰均水平方向设置；所述主轴的驱动侧为轴伸端，即主轴的驱动侧沿轴向向外延伸，并在延伸部安装有轴承体部件；所述轴承体部件包括轴承体、推力盘、径向轴承、推力轴承、油封室、浮动密封及防尘盘，其中轴承体的一端固接在所述泵头上，另一端设有防尘盘；所述推力盘、径向轴承、推力轴承、油封室及浮动密封均位于轴承体内，推力盘套设在主轴上，径向轴承及推力轴承分别位于推力盘的两侧，所述油封室位于径向轴承及防尘盘之间，在油封室内设有浮动密封；所述叶轮为十二级，均为单吸，分为两组，一组为四级，另一组为八级，背靠背组装在所述主轴上。

本实用新型的优点与积极效果为：

1.本实用新型具有高效优秀的水力模型，多个工况点的性能要求能够实现多种功能，该泵在大流量点有扬程陡降特性。

2.本实用新型的轴承无需预润滑，上充泵具有不需预润滑就能直接快速的启动功能，并达到良好的效果。

3.本实用新型具有抗高温热冲击功能，能够在短时间内承受高温转换并且良好的运行。

4.本实用新型具有能够在5m³/h极限小流量运转1小时而不损坏的特点。

5.本实用新型抗震性能良好，在地震期间以及地震之后均可以保持泵的完整性，并且能够安全、平稳地运行。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构剖视图；

图2为图1中轴承体部件的结构示意图；

图3为上充泵组的结构示意图；

其中：1为上充泵，2为第一联轴器，3为增速齿轮箱，4为第二联轴器，5为电动机，6为空气冷却器，7为筒体，8为泵头，9为吸入法兰，10为吐出法兰，11为端盖，12为中间水润滑轴承，13为中间水润滑轴承套，14为下水润滑轴承，15为下水润滑轴承套，16为导流体，17为中间段，18为尾盖，19为首板，20为主轴，21为叶轮，22为推力盘，23为机械密封，24为轴承体部件，25为轴承体，26为径向轴承，27为推力轴承，28为油封室，29为浮动密封，30为防尘盘。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1所示，本实用新型包括内外双壳体、泵头8、端盖11、主轴20、多级叶轮21及轴承体部件24，其中外壳体为筒体12，一端通过螺栓固接泵头8，另一端通过螺栓固接端盖11，内壳体嵌套于外壳体的内部；所述主轴20转动安装在双壳体内，驱动侧由所述泵头8穿出、连接有轴承体部件24，在主轴20上套设有位于内壳体内部的多级叶轮21。内壳体包括导流体16及中间段17，中间段17通过中间水润滑轴承12套设在主轴20上，在中间水润滑轴承12与主轴20之间设有中间水润滑轴承套13；本实施例有十二级叶轮21，分成两组，其中四级为一组，另八级为一组，两组叶轮分别位于中间段17的两侧；导流体16与叶轮21的级数相对应，每级叶轮均对应一个导流体，即导流体16也分为两组，一组四个，另一组八个；两组叶轮21及导流体16背靠背组装，分别位于中间段17的两侧；中间段17的一侧为泵头侧的各导流体，另一侧为筒体侧的各导流体；泵头侧的各导流体一端为位于内壳体泵头侧端面的首板19，另一端为中间段17，首板19与泵头8通过螺栓固接，泵头侧的各导流体通过螺栓与首板19及中间段17的一侧固接；筒体侧的各导流体一端为中间段17，另一端为尾盖18，筒体侧的各导流体通过螺栓与中间段17的另一侧及尾盖18固接；尾盖18通过下水润滑轴承14套设在所述主轴20上，在下水润滑轴承14与主轴20之间设有下水润滑轴承套15。泵头8的一侧与筒体1固接，另一端设有套在主轴20上的机械密封23，在泵头8上对称焊接有吸入法兰9及吐出法兰10，吸入法兰9及吐出法兰10均水平方向设置，水介质由水平吸入，经过泵体流道，再由水平吐出。主轴20的驱动侧为轴伸端，只具有驱动侧轴承体，即主轴20的驱动侧沿轴向向外延伸，并在延伸部安装有轴承体部件24。

如图2所示，轴承体部件24包括轴承体25、推力盘22、径向轴承26、推力轴承27、油封室28、浮动密封29及防尘盘30，其中轴承体25的一端固接在所述泵头8上，另一端设有防尘盘30；所述推力盘22、径向轴承26、推力轴承27、油封室28及浮动密封29均位于轴承体25内，推力盘22套设在主轴20上，径向轴承26及推力轴承27分别位于推力盘22的两侧，所述油封室28位于径向轴承26及防尘盘30之间，在油封室28内设有浮动密封29。

上充泵的定子部件包括上述的筒体7、泵头8、吸入法兰9、吐出法兰10、端盖11、中间水润滑轴承12、下水润滑轴承14、各导流体16、中间段17、尾盖18及首板19，上充泵的转子部件包括主轴20、各级叶轮21、中间水润滑轴承套13、下水润滑轴承套15、推力盘22及机械密封23。径向轴承26及中间水润滑轴承12和下水润滑轴承14起到支撑整个转子部件的作用，承受轴向力，通过水介质润滑冷却，抗高温；推力轴承27承受转子部件的残余轴向力，油封室28及浮动密封29组合在一起形成封闭油腔，保证上充泵在停运后轴承体内存有一定油量，从而能够实现上充泵无预润滑启动；防尘盘30可防止外界灰尘进入轴承体，同时轴承体内部的油外泄。

本实用新型的上充泵为卧式、单吸、双壳体，内壳体为多级节段的整体可抽式单轴伸离心泵，筒体7与泵头8之间采用O型圈密封连接，上充泵的吸入口、吐出口均水平方向布置；叶轮采用逐级定位在轴上，由每一级的卡环定位，防止轴向力叠加后作用在轴套上；从驱动端向泵看泵为顺时针旋转；上充泵通过一个油轴承和两个水润滑轴承来承受整个转子的重量和泵工作时产生的径向力；泵叶轮采用两组背靠背的组装结构形式，工作时平衡了大部分的轴向力，残余轴向力由推力轴承来承受；轴封采用集装式机械密封；静密封采用“O”密封圈和金属面密封。各导流体与首板、中间段、尾盖共同构成整体流道结构，导流体与中间段均为对称流道一体布置结构；各导流体之间采用金属密封面密封、销子定位、螺栓连接；从驱动段看，泵的旋转方向为顺时针旋转。

如图3所示，每台核电动机组设三台上充泵组，每台上充泵组包括上充泵1、增速齿轮箱3、电动机5、空气冷却器6、润滑油***及联轴器，本实施例的上充泵组总长度为7m。上充泵1为卧式多级单轴伸泵，上充泵1、增速齿轮箱3、电动机5分别安装在独立的底座和底板上，各个底座配置有吊耳、水平调节螺钉和地脚螺栓，以防止在传递荷载时发生扭曲或振动。上充泵1与增速齿轮箱3之间通过第一联轴器2连接，增速齿轮箱3与电动机5之间通过第二联轴器4连接，第一、二联轴器2、4为膜片联轴器，中间配用加长节，这样在检修拆装轴承和机械密封时，不需拆卸增速齿轮箱，只要将加长节取下即可；在第一、二联轴器2、4外设有可拆除的、全封闭的联轴器护罩，用来保证泵组运行时的安全。

本实用新型的工作原理为：

电动机5旋转工作，通过第二联轴器4带动增速齿轮箱3，再通过第一联轴器2带动上充泵1旋转工作，上充泵1通过水平的吸入法兰9的吸入口进水流过前四级叶轮、再流入后八级叶轮循环，通过水平的吐出法兰10的吐出口流出。

本实用新型上充泵的载荷分布有径向和轴向两个方向，径向载荷：理论上泵的径向力全部平衡掉，但在实际运行过程中会由于水力作用产生轻微径向力，该径向力及转子自重由两个水润滑轴承和驱动侧径向轴承支撑承受；轴向载荷：叶轮产生的轴向力由背靠背的结构和水润滑轴承结构平衡大部分，残余轴向力由推力轴承承受，推力轴承能承受泵启动瞬间产生的轴向力和正常运行时产生的残余轴向力。

轴承润滑采用稀油润滑，通过增速齿轮箱的油箱提供润滑油由主油泵或辅助油泵产生足够的压力来对径向轴承和推力轴承进行强制润滑。

本实用新型的机械密封所需的冲洗水来自泵本身，由首级叶轮出口引出通过旋液分离器进行净化再进入机械密封对机械密封进行冲洗和冷却。

本实用新型适用于1000MW级核电站核二级用上充泵。

基本性能参数如下：

本实用新型上充泵的主要部件材料为：

筒体、泵头、吸入和吐出接管：Z2 CN 18-10

首板、导流体、中间段、尾盖：Z5 CND13-04M

叶轮：Z5 CND13-04M

泵轴：Z5 CND16-04。

Claims (8)

1.一种1000MW核电站用核二级泵上充泵，其特征在于：包括内外双壳体、泵头(8)、端盖(11)、主轴(20)、多级叶轮(21)及轴承体部件(24)，其中泵头(8)及端盖(11)分别安装在外壳体的两端，内壳体嵌套于外壳体的内部、并通过首板(19)与所述泵头(8)相连；所述主轴(20)转动安装在双壳体内，驱动侧由所述泵头(8)穿出、连接有轴承体部件(24)，在主轴(20)上套设有位于内壳体内部的多级叶轮(21)；所述泵头(8)的一侧与外壳体相连，另一端设有套在主轴(20)上的机械密封(23)，在泵头(8)上对称连接有吸入法兰(9)及吐出法兰(10)。

2.按权利要求1所述的1000MW核电站用核二级泵上充泵，其特征在于：所述外壳体为筒体(7)，内壳体包括导流体(16)及中间段(17)，其中导流体(16)与叶轮(21)的级数相对应，每级叶轮均对应一个导流体；所述中间段(17)套设在主轴(20)上，叶轮(21)及导流体(16)分为两组、背靠背组装，两组叶轮(21)及导流体(16)分别位于所述中间段(17)的两侧，各导流体(16)通过螺栓与中间段(17)相连。

3.按权利要求2所述的1000MW核电站用核二级泵上充泵，其特征在于：所述中间段(17)通过中间水润滑轴承(12)套设在主轴(20)上，中间段(17)的一侧为泵头侧的各导流体，另一侧为筒体侧的各导流体；所述泵头侧的各导流体一端与位于内壳体泵头侧的端面的首板(19)相连，另一端与所述中间段(17)连接，所述首板(19)通过螺栓与泵头(8)固接；所述筒体侧的各导流体一端通过中间段(17)与泵头侧的各导流体相连，另一端连接有尾盖(18)，该尾盖(18)通过下水润滑轴承(14)套设在所述主轴(20)上。

4.按权利要求3所述的1000MW核电站用核二级泵上充泵，其特征在于：所述中间水润滑轴承(12)及下水润滑轴承(14)分别通过中间水润滑轴承套(13)及下水润滑轴承套(15)套设在主轴(20)上。

5.按权利要求1所述的1000MW核电站用核二级泵上充泵，其特征在于：所述吸入法兰(9)及吐出法兰(10)均水平方向设置。

6.按权利要求1所述的1000MW核电站用核二级泵上充泵，其特征在于：所述主轴(20)的驱动侧为轴伸端，即主轴(20)的驱动侧沿轴向向外延伸，并在延伸部安装有轴承体部件(24)。

7.按权利要求1或6所述的1000MW核电站用核二级泵上充泵，其特征在于：所述轴承体部件(24)包括轴承体(25)、推力盘(22)、径向轴承(26)、推力轴承(27)、油封室(28)、浮动密封(29)及防尘盘(30)，其中轴承体(25)的一端固接在所述泵头(8)上，另一端设有防尘盘(30)；所述推力盘(22)、径向轴承(26)、推力轴承(27)、油封室(28)及浮动密封(29)均位于轴承体(25)内，推力盘(22)套设在主轴(20)上，径向轴承(26)及推力轴承(27)分别位于推力盘(22)的两侧，所述油封室(28)位于径向轴承(26)及防尘盘(30)之间，在油封室(28)内设有浮动密封(29)。

8.按权利要求1所述的1000MW核电站用核二级泵上充泵，其特征在于：所述叶轮(21)为十二级，均为单吸，分为两组，一组为四级，另一组为八级，背靠背组装在所述主轴(20)上。

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