DE19802115A1 - Pump shaft for main coolant pumps - Google Patents

Abstract

The function of the pump wheel is integrated into the pump shaft. The rotor-shaft unit (10) includes a central bore (14) extending over the shaft part (11) and beyond the blade fitting (15) of the rotor blades (13). The bore serves for the introduction of an ultrasonic checking head to check the transition from the shaft part to the wheel shaft and from the blade fittings to the wheel part, so that the check can be carried out without dismantling the unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpenwelle mit einem Laufrad für Hauptkühlmittelpumpen.The invention relates to a pump shaft with an impeller for Main coolant pumps.

Bei den Hauptkühlmittelpumpen besteht das Problem, daß sie hohe Temperaturen aushalten müssen und eine überdurchschnittliche Betriebssicherheit verlangt wird. Üblicherweise erfolgt hier die Verbindung des Laufrades mit der Welle entweder über Paßfederverbindungen oder eine Verbindung mit einer Zentralschraube und einer Radialverstiftung oder Hirth-Verzahnung. Diese Verbindung ist sehr aufwendig, da neben der sicheren Befestigung des Laufrades dafür Sorge getragen werden muß, daß keinerlei lose Teile in den Primärkreis des Kernkraftwerkes gelangen. Einzelne Bauteile dieser Verbindung sind dabei im Betrieb hoch beansprucht. Um die Sicherheit zu gewährleisten ist es somit erforderlich in regelmäßigen Abständen die Welle samt Laufrad auszubauen und einer zerstörungsfreien Prüfung zu unterziehen. Dadurch sind zusätzliche Stillstandszeiten erforderlich.The problem with the main coolant pumps is that they have high temperatures have to endure and above average operational security is required. Usually the impeller is connected to the shaft either via Feather key connections or a connection with a central screw and a Radial pinning or Hirth toothing. This connection is very complex because in addition to the secure attachment of the impeller, care must be taken that no loose parts get into the primary circuit of the nuclear power plant. Separate Components of this connection are highly stressed during operation. To the It is therefore necessary to ensure security at regular intervals Remove the shaft together with the impeller and carry out a non-destructive test undergo. This means that additional downtimes are required.

Die Erfindung will die Nachteile der bisherigen Lösungen, nämlich viele genau zu bearbeitende Bauteile, relativ komplizierte Montage und Schweißarbeiten bei der Montage vermeiden.The invention aims to address the disadvantages of previous solutions, namely many machining components, relatively complicated assembly and welding work at Avoid assembly.

Sie ist daher dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion des Laufrades in die Pumpenwelle integriert ist. Durch die Integration von Laufrad und Pumpenwelle in einem nicht zerlegbaren Stück entfällt der gesamte komplizierte Aufwand für Verbindungselemente und deren Sicherung.It is therefore characterized in that the function of the impeller in the Pump shaft is integrated. By integrating the impeller and pump shaft in a piece that cannot be dismantled eliminates the entire complicated effort for Fasteners and their securing.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Stück bestehende Einheit Laufrad - Welle aus einem einzigen Schmiederohling hergestellt wird. Hier kann besonders günstig ein entsprechend geformter Rohling zur Fertigung herangezogen werden.A further development of the invention is characterized in that the one Unit consisting of impeller - shaft from a single forged blank will be produced. An appropriately shaped blank can be particularly favorable here be used for production.

Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Welle eine Zentralbohrung aufweist, deren axiale Erstreckung über die Schaufelansätze an der Nabe hinausreicht. Mittels dieser Bohrung kann an der Wellenteil bzw. am Laufradteil der aus einem Stück bestehenden Einheit Laufrad - Welle eine zerstörungsfreie Ultraschallprüfung durchgeführt werden. Dazu muß die Welle nicht mehr, wie bisher notwendig, ausgebaut werden. A favorable embodiment of the invention is characterized in that the Shaft has a central bore, the axial extent of which Blade lugs on the hub extend beyond. By means of this hole, the Shaft part or on the impeller part of the one-piece unit impeller - A non-destructive ultrasonic test can be carried out. To do this, the Shaft can no longer be expanded, as was previously necessary.  

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beispielhaft erläutert, wobeiThe invention is explained below by way of example with reference to the drawings, in which

Fig. 1 eine Verbindung Welle-Pumpenlaufrad nach dem Stand der Technik, Fig. 1 a connecting shaft-pump impeller according to the prior art,

Fig. 2 eine Variante der Erfindung, Fig. 2 shows a variant of the invention,

Fig. 3 eine weitere Variante der Erfindung und Fig. 3 shows a further variant of the invention and

Fig. 4 eine Variante der Erfindung mit Zentralbohrung darstellt. Fig. 4 shows a variant of the invention with a central bore.

Fig. 1 zeigt die Verbindung Laufrad - Welle einer Hauptkühlmittelpumpe nach dem Stand der Technik. Die Welle 1 und die Laufradnabe 2 mit den Laufschaufeln 3 sind hier mit einer Zentralschraube 4 verbunden. Die Zentralschraube 4 wird mit Mutter 5 und in diese integrierte Dehnhülse hydraulisch vorgespannt. Darüber wird das Laufrad 2 mit einer Kappe 6, die wieder mit einer Zentralschraube 7 befestigt ist, abgedeckt. Die Befestigungsschraube 7 der Laufradkappe 6 wird mit einem Sicherungselement 8, das bei der Montage mit der Laufradkappe 6 verschweißt wird, gesichert. Fig. 1 shows the connection impeller - shaft of a main coolant pump according to the prior art. The shaft 1 and the impeller hub 2 with the rotor blades 3 are connected here with a central screw 4 . The central screw 4 is hydraulically preloaded with nut 5 and in this integrated expansion sleeve. In addition, the impeller 2 is covered with a cap 6 , which is again fastened with a central screw 7 . The fastening screw 7 of the impeller cap 6 is secured with a securing element 8 , which is welded to the impeller cap 6 during assembly.

Fig. 2 zeigt nun einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Einheit Laufrad - Welle 10. Diese Einheit besteht aus einem Wellenteil 11 und einem Laufradteil 12 mit den Laufschaufeln 13 und ist aus einem Stück gefertigt. Bevorzugt wird diese Einheit 10 aus einem Schmiederohling hergestellt. Dabei werden die Laufschaufeln 13 aus dem zylindrischen Schmiedeblock herausgefräst und geschliffen. Der Wellenteil 11 kann in konventioneller Weise durch z. B. drehen aus einem zylindrischen Teil des Schmiederohlings mit kleinerem Durchmesser hergestellt werden. Alternativ zum Fräsen können die Laufschaufeln 13 auch durch Erosion erzeugt werden. Der Übergang zwischen Wellenteil 11 und Laufradteil 12 kann spannungsmäßig günstig gestaltet werden. Fig. 2 shows a section through an inventive impeller unit - shaft 10. This unit consists of a shaft part 11 and an impeller part 12 with the blades 13 and is made in one piece. This unit 10 is preferably produced from a forged blank. The blades 13 are milled out of the cylindrical forging block and ground. The shaft part 11 can in a conventional manner by z. B. rotate from a cylindrical part of the forging blank with a smaller diameter. As an alternative to milling, the rotor blades 13 can also be produced by erosion. The transition between the shaft part 11 and the impeller part 12 can be designed to be favorable in terms of voltage.

Fig. 3 zeigt eine weitere Variante der Erfindung, wobei gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Gegensatz zu Fig. 2 einer Pumpe mit axialem Laufrad ist hier die Ausführung einer Pumpe mit halbaxialem Laufrad dargestellt, wobei wiederum die Einheit Laufrad - Welle 10 aus einem Stück gefertigt ist. Fig. 3 shows a further variant of the invention, wherein like components are provided with the same reference numerals. In contrast to FIG. 2 of a pump with an axial impeller, the design of a pump with a semi-axial impeller is shown here, the impeller-shaft unit 10 being made in one piece.

Fig. 4 stellt eine gesamte Einheit Laufrad - Welle 10 dar. Man erkennt hier die Zentralbohrung 14, die sich über die gesamte Länge des Wellenteiles 11 erstreckt und im Laufradteil 12 bis über den Schaufelansatz 15 der Laufschaufeln 13 hinausreicht. Diese Bohrung dient zur Einführung eines Ultraschallprüfkopfes zur zerstörungsfreien Prüfung insbesondere der Übergange von Wellenteil 11 zu Laufradteil 12 sowie der Schaufelansätze 15 am Laufradteil 12. Diese Prüfung kann in eingebautem Zustand in kurzer Zeit durchgeführt werden, während man bisher für den Ausbau, die Prüfung und den Einbau einige Tage Stillstand ansetzen mußte. Fig. 4 represents an entire unit impeller - shaft 10. It can be seen here, the central bore 14 extending over the entire length of the shaft part 11 and extends in the impeller part 12 to above the blade extension 15 of the blades. 13. This bore serves for the introduction of an ultrasound test head for non-destructive testing, in particular of the transitions from shaft part 11 to impeller part 12 and the blade extensions 15 on impeller part 12 . This test can be carried out in a short time in the installed state, whereas up to now it had to be stopped for a few days for removal, testing and installation.

Claims (4)

1. Pumpenwelle mit einem Laufrad für Hauptkühlmittelpumpen, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion des Laufrades (12) in die Pumpenwelle (11) integriert ist.1. Pump shaft with an impeller for main coolant pumps, characterized in that the function of the impeller ( 12 ) is integrated in the pump shaft ( 11 ). 2. Pumpenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Stück bestehende Einheit Laufrad - Welle (10) aus einem einzigen Schmiederohling hergestellt wird.2. Pump shaft according to claim 1, characterized in that the one-piece unit impeller - shaft ( 10 ) is made from a single forging blank. 3. Pumpenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (11) eine Zentralbohrung (14) aufweist.3. Pump shaft according to one of claims 1 to 2, characterized in that the shaft ( 11 ) has a central bore ( 14 ). 4. Pumpenwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung der Zentralbohrung (14) über die Schaufelansätze (15) an der Nabe hinausreicht.4. Pump shaft according to claim 3, characterized in that the axial extent of the central bore ( 14 ) on the blade extensions ( 15 ) extends to the hub.