CN205618369U - 华龙一号核电技术用上充泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种立式离心泵设备，尤其是一种适用于采用华龙一号核电技术的上充泵。华龙一号核电技术用上充泵，包括筒体、泵盖及内芯，所述内芯包括机械密封、叶轮，吐出段、驱动端轴承、非驱动端轴承及叶轮，所述上充泵为立式双筒体式多级离心泵，叶轮按数量均分为两组，两组叶轮沿轴向背对背设置，吐出段位于两组叶轮之间，吐出段上、下两侧的两个叶轮上均设置有轴向无阻碍流道式导叶。本实用新型的优点是：结构紧凑，安装、维修方便，可靠性高，水力效率高，设计结构满足华龙一号核电技术的上充泵使用要求。

Description

华龙一号核电技术用上充泵

技术领域

本实用新型涉及一种立式离心泵设备，尤其是一种适用于采用华龙一号核电技术的上充泵。

背景技术

采用华龙一号核电技术的上充泵是核岛关键性设备。上充泵的功能是将经处理后的反应堆冷却剂上充注入RCP***、为三台反应堆冷却剂泵提供一号轴封注入水、为加氢站的喷射器提供推进流。

目前国内普通水泵技术上的不足：

第一：上充泵达到高扬程主要靠升速的方法实现；

第二：上充泵采用卧式结构，转子受自身挠度的影响，运转可靠性低；

第三：泵在60℃及100%湿度下工作，无法保证轴承平稳可靠的长期运行；

第四：剧烈的地震后或飞机撞击核岛后，不能保证压力边界的完整性。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构安全、可靠、高效的上充泵，该泵能够满足华龙一号核电技术上充泵的各项要求。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提出了华龙一号核电技术用上充泵，包括筒体、泵盖及内芯，所述内芯包括机械密封、叶轮，吐出段、驱动端轴承、非驱动端轴承及叶轮，所述上充泵为立式双筒体式多级离心泵，叶轮按数量均分为两组，两组叶轮沿轴向背对背设置，吐出段位于两组叶轮之间，吐出段上、下两侧的两个叶轮上均设置有轴向无阻碍流道式导叶。

所述叶轮有22级，1-11级叶轮为一组，12-22级叶轮为一组，两组叶轮沿轴向背对背设置，吐出段两侧的第11级叶轮和第22级叶轮上均设置有轴向无阻碍导叶。

所述机械密封的下端设置有平衡腔，平衡腔和泵体吸入口之间通过位于筒体与泵盖内的平衡管路连通。

所述驱动端轴承为一对背对背的角接触球轴承，角接触球轴承采用风扇冷却，风扇设置于轴承箱体外部的风扇罩内，轴承箱体上设置有与风扇罩连通的引风槽。

所述角接触球轴承采用效应环润滑，效应环设置于轴承箱体内的泵轴上，润滑油路设置于轴承箱体上。

所述内芯下端首级叶轮位置处设置有水导轴承，水导轴承包括水导轴承衬及水导轴承套，水导轴承衬安装于首级吸入函体上，水导轴承套安装于首级叶轮上，水导轴承套表面堆焊有镍基合金层，水导轴承衬与水导轴承套采用H7/h6配合。

所述内芯中部设置有由级间衬套与级间轴套组成的摩擦副，级间衬套和级间轴套上均加工有反向螺旋槽。

所述内芯上部设置有由驱动端轴套及驱动端衬套组成的摩擦副，驱动端轴套及驱动端衬套上均加工有反向螺旋槽。

所述吐出段与筒体之间设置有O型密封圈。

所述筒体与泵盖均采用整体锻造结构。

本实用新型结构简单，相比于常规的上充泵具有以下几方面显著的特点：

1.本实用新型为了达到高扬程，叶轮设计22级叶轮，泵采用立式结构布置，避免因叶轮级数的增多而造成转子挠度增大的影响，1～11级叶轮与12～22级叶轮沿轴向背对背布置可平衡绝大部分水力轴向力；吐出段位于11级叶轮与22级叶轮之间，第11级叶轮与第22级叶轮上均设置轴向无阻碍导流导叶，将流体导入吐出段内导流孔中，实现流体在吐出段两侧的穿越。

2.本实用新型的机械密封的下端设置有平衡腔，通过内置平衡管路与泵入口端相连，筒体与泵盖内设置平衡管路将密封腔与吸入口相连，平衡密封腔内压力，保证密封工作压力在允许压力范围内；

3.本实用新型的驱动端设置有角接触球轴承，用于承受径向力及残余轴向力，轴承由风扇进行强制冷却，并配置风扇罩及引风槽。轴承由效应环进行循环润滑，润滑油路设计在轴承箱体上，不采用普通设计在轴承套上，改进后的润滑方式可减小轴承内径尺寸，从而极大减小因轴承滚珠线速度较大引起的轴承发热。泵非驱动端首级叶轮位置设置水导轴承，水导轴承由自身介质进行冲洗润滑。水导轴承与首级叶轮口环组成摩擦副，首级叶轮采用堆焊镍基合金的方法提高口环表面硬度；

4.本实用新型的吐出段与筒体间设置两道O形圈，可以有效阻止吐出段因两侧压差产生的级间泄漏；

5.本实用新型的筒体、泵盖均采用锻件成型，承压能力强，经过仿真分析满足抗震刚性要求。筒体进出口管与现场管路采用焊接形式连接减少泄漏点，筒体设计寿命60年，维修及更换内芯可不对筒体及进出口管路进行拆卸，该泵在拆卸电机及筒体与泵盖间紧固件后，可将整个转子及内芯由驱动端一同拆卸，方便工作人员进行维修或更换；

综上，本实用新型结构紧凑，安装、维修方便，可靠性高，水力效率高，设计结构满足华龙一号核电技术的上充泵使用要求。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的轴承结构润滑冷却示意图；

图3为本实用新型的轴向无阻碍流道式导叶示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

如图1所示，本实用新型华龙一号核电技术用上充泵主要零件及结构包括：筒体1、水导轴承衬2、水导轴承套3、首级叶轮4、导管5、卡环6、泵轴7、无阻碍式导叶8、中段9、轴向无阻碍流道式导叶10、O形圈11、导流孔12、吐出段13、级间衬套14、级间轴套15、平衡孔16、轴套（驱）17、衬套（驱）18、吸入函体（十二级）19、缠绕垫组20、泵盖21、托架22、密封部件23、轴承箱体24、挡油套（外）25、折油台阶26、油孔27、挡油套（内）28、效应环29、角接触球轴承30、调整螺母（Ⅰ）31、调整螺母（Ⅱ）32、风扇33、轴承箱盖34、风扇罩35、引风槽36、螺柱37、螺母38。

内芯部件：首级叶轮4及其他叶轮靠卡环6逐级定位到泵轴7上。叶轮共有22级， 1-11级叶轮为一组，12-22级叶轮为一组，两组叶轮沿轴向背对背设置在吐出段的两侧用来平衡水力轴向力。为了提高装配及拆卸效率，泵由中间（吐出段13）向两侧进行装配，中段9与中段9间靠内六角螺钉把紧定位。吐出段两侧的11级叶轮与22级叶轮设置轴向无阻碍流道式导叶10（如图3所示），将流体导入吐出段内导流孔12中，实现流体在吐出段13两侧的穿越。吐出段13与筒体1间设置两道O形圈11，阻止吐出段13因两侧压差产生的级间泄漏。内芯包括机械密封、叶轮，吐出段、驱动端轴承、非驱动端轴承及叶轮等部件，内芯装配到筒体内部后由缠绕垫组20进行内芯轴向定位。

水力支撑：泵内芯依靠三组摩擦副对转子进行水力支撑，提高转子支撑刚性。设置与内芯下端的水导轴承衬2与水导轴承套3形成摩擦副，固定在叶轮上的水导轴承套表面堆焊镍基合金，水导轴承衬由导管5连接到二级扬程进行强制冲洗。设置与内芯中部的级间衬套14与级间轴套15形成摩擦副，靠级间自然泄漏对摩擦面进行冲洗。级间衬套14和级间轴套15上均加工有反向螺旋槽控制级间泄漏提高泵运行效率。设置于内芯上部的轴套（驱）17、衬套（驱）18形成摩擦副，靠级间自然泄漏对摩擦面进行冲洗。轴套（驱）17和衬套（驱）18上均加工有反向螺旋槽控制级间泄漏提高泵运行效率。

承压部件：筒体1、泵盖21均采用整体锻造结构，承压性能满足25MPa设计要求。筒体1与泵盖21靠螺柱37与螺母38进行把合。筒体及泵盖上设计内置平衡孔16，减少平衡管空间尺寸占用。筒体进出口管同现场管路通过焊接形式进行连接减少泄露。筒体设计寿命60年，在维修时无需拆卸进出口管路及筒体可将内芯整体同驱动端拆卸。

轴承部件：泵驱动端设计一对角接触球轴承30承受径向力及残余轴向力。角接触球轴承30靠效应环29进行循环润滑及冷却。如图2所示，轴承套29旋转为周围润滑油提供动力，在油孔27前圆周方向设置折油台阶26将旋转的润滑油折入油孔中。靠重力作用润滑油经过两对角接触球轴承对轴承进行润滑。润滑后的热油落回油池中，为了避免热油掉落后重新被轴承套29吸入，设计挡油环套（外）25，油经过紧贴轴承箱体内壁的导流孔重新在挡油环套（外）25底部被吸入。润滑后的热油流经轴承箱体内壁时，与轴承箱体进行换热，为了增大换热面积设计引风槽36。为了防止风扇33产生风量向四周扩散设计风扇罩35，使风量对准引风槽进行强制冷却。泵轴向调整及定位由调整螺母（Ⅰ）31与调整螺母（Ⅱ）32配合完成，调整螺母（Ⅰ）31可实现角接触球轴承内环的定位，调整螺母（Ⅱ）32可使整个转子的上下移动实现转子对中。在对中位置调整螺母（Ⅰ）31与调整螺母（Ⅱ）32通过内六角螺钉进行把合。为了避免两螺母由于泵旋转产生松动，两螺母采用螺距不同、螺旋向也不同的设计方式。

Claims (10)

1.华龙一号核电技术用上充泵，包括筒体、泵盖及内芯，所述内芯包括机械密封、叶轮，吐出段、驱动端轴承、非驱动端轴承及叶轮，其特征在于：所述上充泵为立式双筒体式多级离心泵，叶轮按数量均分为两组，两组叶轮沿轴向背对背设置，吐出段位于两组叶轮之间，吐出段上、下两侧的两个叶轮上均设置有轴向无阻碍流道式导叶。

2.根据权利要求1所述的华龙一号核电技术用上充泵，其特征在于：所述叶轮有22级，1-11级叶轮为一组，12-22级叶轮为一组，两组叶轮沿轴向背对背设置，吐出段两侧的第11级叶轮和第22级叶轮上均设置有轴向无阻碍导叶。

3.根据权利要求1所述的华龙一号核电技术用上充泵，其特征在于：所述机械密封的下端设置有平衡腔，平衡腔和泵体吸入口之间通过位于筒体与泵盖内的平衡管路连通。

4.根据权利要求1所述的华龙一号核电技术用上充泵，其特征在于：所述驱动端轴承为一对背对背的角接触球轴承，角接触球轴承采用风扇冷却，风扇设置于轴承箱体外部的风扇罩内，轴承箱体上设置有与风扇罩连通的引风槽。

5.根据权利要求4所述的华龙一号核电技术用上充泵，其特征在于：所述角接触球轴承采用效应环润滑，效应环设置于轴承箱体内的泵轴上，润滑油路设置于轴承箱体上。

6.根据权利要求1所述的华龙一号核电技术用上充泵，其特征在于：所述内芯下端首级叶轮位置处设置有水导轴承，水导轴承包括水导轴承衬及水导轴承套，水导轴承衬安装于首级吸入函体上，水导轴承套安装于首级叶轮上，水导轴承套表面堆焊有镍基合金层，水导轴承衬与水导轴承套采用H7/h6配合。

7.根据权利要求1所述的华龙一号核电技术用上充泵，其特征在于：所述内芯中部设置有由级间衬套与级间轴套组成的摩擦副，级间衬套和级间轴套上均加工有反向螺旋槽。

8.根据权利要求1所述的华龙一号核电技术用上充泵，其特征在于：所述内芯上部设置有由驱动端轴套及驱动端衬套组成的摩擦副，驱动端轴套及驱动端衬套上均加工有反向螺旋槽。

9.根据权利要求1-8任一所述的华龙一号核电技术用上充泵，其特征在于：所述吐出段与筒体之间设置有O型密封圈。

10.根据权利要求1-8任一所述的华龙一号核电技术用上充泵，其特征在于：所述筒体与泵盖均采用整体锻造结构。