DE1942762C - Druckwasserversorgung hydrostatischer Radiallager in Kreiselpumpen vertikaler Bauart - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sicherstellung der Druckwasserversorgung hydrostatischer Radiallager von heißes Wasser umwälzenden bzw. kaltes Wasser fördernden Kreiselpumpen vertikaler Bauart.

Bei vertikalen Pumpen größerer Leistung der genannten Art ist der Abstand zwischen Laufrad und antriebsseitigem Wellenabdichtungsende oftmals sehr groß. Das Leitrad oder der Diffusor wird dabei in das Pumpengehäuse einmontiert oder ist ein Teil desselben. Das Laufrad kann dann nicht mehr fliegend gelagert werden. Es ist vielmehr ein von der Förderflüssigkeit geschmiertes Radiallager in unmittelbarer Laufradnähe erforderlich.

Bei Pumpenstufen mit hoher spezifischer Drehzahl ist die Entspannung des Lagerdruckwassers bei Versorgung durch die von der Pumpe erzeugten Druckdifferenz nicht ohne weiteres möglich. Es besteht die Forderung nach einfacher Ausbaumöglichkeit des Lagers bei flüssigkeitsgefülltem, drucklosem Pumpengehäuse. Aus diesem Grund kann bei axialem Saug- und radialem Druckstutzen am Pumpengehäuse das Lager nicht auf der Zulaufseitc des Laufrades, sondern nur zwischen Laufrad und Wellenabdichtung untergebracht werden. Dies erfordert bei einem hydrostatisehen Lager eine besondere Anordnung der Strömungsführung. Bei einer Lagerdruckwasserversorgung durch die Druckerhöhung der Hauptpumpe besteht die Gefahr, daß beim Überlastbetrieb der Pumpe mit abnehmender Pumpenförderhöhe die Tragkraft des Lagers zu gering wird. Die gleiche Gefahr besteht, wenn die Pumpe durch zu geringen Zulaufdruck mit Kavitation betrieben wird. Das hydrostatische Lager müßte dabei mit sehr großen Abmessungen gebaut werden, wobei für Lagerinspektionen ein größerer Demontageaufwand (Abbau des Gehäusedeckels) in Kauf genommen werden muß.

Es ist zwar bekannt, durch kleine, außerhalb der Hauptpumpe angeordnete Pumpenaggregate die Lagerdruckwasserversorgung vorzunehmen. Aus Sicherheitsgründen (insbesondere bei Reaktorpumpen) müssen dabei jedoch zusätzlich eine Reservepumpe und ein Druckwassertank vorgesehen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu beseitigen, den erforderlichen Aufwand zu verringern und einen Versorgungskreislauf sicherzustellen, der zumindest für den Dauerbetrieb der Pumpe ohne externe Zusatzaggregate arbeiten kann. Dies wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art durch eine Vorrichtung erzielt zur Sicherstellung der Druckwasserversorgung für hydrostatische Radiallager von heißes Wasser umwälzenden bzw. kaltes Wasser fördernden Kreiselpumpen vertikaler Bauart, mit einem Hilfsförderaggregat, bestehend aus zusammen mit einem Teil des hydrostatischen Radiallagers mit der Pumpenwelle rotierenden Teilen und zusammen mit einer Lagerhülse in einem von einem Manteltragrohr umgebenden Lagertragrohr untergebrachten feststehenden Teilen, wobei Lagertragrohr und Mantelrohr an dem als Wärmesperre ausgebildeten Gehäuse deckel befestigt sind und sich nach unten in das zylin drische Pumpengehäuse erstrecken, derart, daß sich ein Zulaufspalt ergibt, der einerseits mit der oberen Saugseite des Hilfsförderaggregates und andererseits mit einer Ringkammei und über diese und eine sperrbare Leitung mit dem Pumpendruckstutzen in Verbin dung steht, und des weiteren ein Strömungskanal gebildet wird, in den der Gesamtstrom aus den unteren und oberen Förderaggregatteilen über einen Ringspalt und Bohrungen fließt.

Durch die Vorrichtung nach der Erfindung wird das Lagerdruckwasser vom Pumpendruckstutzen über eine absperrbare Leitung in den von einem Lagertragrohr umgebenen Raum zwischen Lager und Wellenabdichtung eingeleitet, wobei das entsprechend angeordnete Hilfsförderaggregat, bestehend aus an sich bekannten Fördergewindeschnecken (Maschinenbautechnik 13 (1964), Heft 1, S. 3 bis 7), vom Pumpendruckstutzen die Hälfte der nötigen Lagerversorgungsstrommenge entnimmt und von obers nach unten fördert, die andere Hälfte der benötigten Lagerdruckwassermenge dem oberen Ende des Lagers entnimmt und von unten nach oben fördert, derart, daß sich beide Hälften der benötigten Lagerdruckwassermenge zu einem Gesamtdruckwasserstrom vereinigen.

Durch die Vorrichtung nach der Erfindung wird erreicht, daß auf beiden Seiten (oben und unten) des hydrostatischen Lagers in etwa gleiche Druckverhältnisse herrschen, daß der Axialschub der Fördereinrichtung ausgeglichen ist und an der Wellenabdichtung kein größerer Druck herrscht als der Systemdruck am Pumpendruckstutzen. Durch eine unterhalb des Lagers angeordnete Stillstandsdichtung und durch den Einbau eines Absperrorgans in der Leitung zwischen Pumpendruckstutzen und Fördereinrichtung kann durch Absenken der Pumpenwelle und Schließen der Armatur erreicht werden, daß die Wellenabdichtung die Fördereinrichtung und das hydrostatische Lager bei gefülltem und annähernd drucklosem Pumpengehäuse demontiert werden kann.

Die Zeichnung veranschaulicht das Verfahren zur Sicherstellung der Lagerdruckwasserversorgung nach der Erfindung.

Auf der Umwälzpumpenwelle 1 ist oberhalb des

Laufrades 2 der rotierende Teil des hydrostatischen Radiallagers 3 und die untere und obere rotierende Fördergewindehälfte 4 und S angeordnet. Die stehende Lagerhülse 6 und die stehenden Hälften 7 und 8 der Fördereinrichtung sind im Lagertragrohr 9 untergebracht. Das Lagertragrohr ragt vom Gehäusedeckel 10, der durch Kühlkammern 11 in bekannter Weise als Wärmesperre ausgebildet ist, nach unten in das zylindrische Pumpengehäuse. Das Lagertragrohr ist von einem Mantelrohr 26 umgeben, das ebenfalls am Dekkel 10 befestigt ist. Dadurch wird ein Zulaufspalt 12 von einer Ringkammer 13 zur oberen Saugseite der Fördereinrichtung gebildet, der über die Rohrleitung 14 mit dem Pumpendruckstutzen 15 in Verbindung steht.

Durch das Lagertragrohr und das Mantelrohr wird ein zweiter Strömungskanal 16 gebildet, in den der Gesamtstrom aus der unteren und oberen Fördereinrichtungshälfte fließt. Das Lagerdruckwasser gelangt von den Fördereinrichtungshälften über den Ring- ao spalt 17 und die Bohrungen 18 in den Strömungskanal 16.

Die untere Fördereinrichtung erhält die Umwälzmenge von der in der oberen Hälfte des hydrostatischen Lagers entspannten Druckwassermenge über den Zwischenraum 19.

Bei der gewählten Anordnung steht dem hydrostatischen Lager die volle Druckwassermenge zur Verfügung sie wird von der Fördereinrichtung auf em entsprechendes Druckniveau über de,n Pumpenenddruck gebracht. Vom Hauptpumpenstrom braucht jedoch nur die halbe Lagerdruckwassermenge abgezweigt werden, die dem Gesamtlagerstrom überlagert wird und zwischen dem Laufrad und dem Leitrad 20 dem Hauptpumpenstrom wieder zufließt. Dadurch können die inneren Strömungsverluste der Hauptpumpe verkleinert werden.

Zwischen Lager und Laufrad ist die Stillstandsdichtung 21 angeordnet. Durch Absenken der Welle werden die Dichtflächen zum Kontakt gebracht. Durch Schließen eines Absperrorgans 22 in der Rohrleitung zwischen Pumpen-Druckstutzen und der Ringkammer 13 wird die Verbindung mit der Dichtwirkung der Stillstandsdichtung der Innenraum d.i. Lagertragrohres vom Flüssigkeitsvolumen des Pumpengehäuses abgetrennt. Eine Demontage von Lager, Fördergewinde und Wellenabdichtung ist müglku. ohne daß das Pumpengehäuse entleert werden muß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur Sicherstellung der Druckwasserversorgung für hydrostatische Radiallager von heißes Wasser umwälzenden bzw. kaltes Wasser fördernden Kreiselpumpen vertikaler Bauart, gekennzeichnet durch ein Hilfsförderaggregat, bestehend aus zusammen mit einem Teil des hydrostatischen Radiallagers (3) mit der Pum- ίο penwelle (1) rotierenden Teilen (4, 5) und zusammen mit einer Lagerhülse (6) in einem von einem Manteltragrohr (26) umgebenen Lagertragrohr (9) untergebrachten feststehenden Teilen (7, 8), wobei Lagertragrohr und Mantelrohr an dem als Wärmesperre ausgebildeten Gehäusedeckel (10) befestigt sind und sich nach unten in das zylindrische Pumpengehäuse erstrecken, derart, daß sich ein Zulaufspalt (12) ergibt, der einerseits mit einer Ringkammer (13) und über diese und eine ao sperrbare Leitung (14) mit dem Pumpendruckstutzen (15) in Verbindung steht, und des weiteren ein Strömungskanal (16) gebildet wird, in den der Gesamtstrom aus den unteren und oberen Förderaggregatteilen über einen Ringspalt (17) und Bohrungen (18) fließt.