[發(fā)明專(zhuān)利]一種核電用離心式余熱排出泵回流裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310251695.6
• 申請(qǐng)日: 2013-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103277342A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張金鳳;張?jiān)评?/a>;袁壽其;袁建平;王文杰;冒杰云
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F04D29/44
• 分類(lèi)號(hào): F04D29/44
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 盧霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種核電用離心式余熱排出泵，具體涉及一種回流裝置。

背景技術(shù)

百萬(wàn)千瓦級(jí)核電用余熱排出泵屬核二級(jí)泵，是核電站一回路的余熱排出系統(tǒng)RRA的重要組成部分。其功能是排除反應(yīng)堆余熱，是最關(guān)鍵的核動(dòng)力設(shè)備之一。由于余熱占電站總熱功率的2～3％，余熱排出泵的水力部件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)已成為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的制約其國(guó)產(chǎn)化的最大難題。傳統(tǒng)的余熱排出泵的結(jié)構(gòu)形式為臥式、單級(jí)、單吸、后開(kāi)門(mén)式離心泵，中心線(xiàn)支承。泵采用水平吸入、垂直向上吐出結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子為懸臂結(jié)構(gòu)。葉輪外設(shè)置徑向?qū)~，使液體均勻進(jìn)入環(huán)形壓出室，以消除平衡徑向力。設(shè)置葉輪前后口環(huán)，并在葉輪上開(kāi)設(shè)平衡孔來(lái)調(diào)整軸向力的大小，使泵軸平常處于較小的受拉伸狀態(tài)。由于核電用泵要求較高，相關(guān)文件規(guī)定此型泵在最小流量到最大流量范圍內(nèi)均穩(wěn)定運(yùn)行而不受流量變化的影響，且在規(guī)定的任何工況下均不發(fā)生汽蝕。通常采用泵的傳統(tǒng)的軸向力平衡裝置，即在葉輪上開(kāi)設(shè)平衡孔時(shí)，通過(guò)葉輪平衡孔液體的回流方向與葉輪來(lái)流方向相反，破壞了正常的流動(dòng)狀態(tài)，造成葉輪進(jìn)口處水流紊亂，降低泵的效率?；亓麂鰷u會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，并引發(fā)漩渦汽蝕，破換過(guò)流部件，降低泵的壽命。要解決這些問(wèn)題，應(yīng)該要對(duì)離心泵的進(jìn)口回流進(jìn)行控制。因此，研究新型的適合核電用余熱排出泵的回流裝置是實(shí)現(xiàn)此種泵國(guó)產(chǎn)化所必須解決的問(wèn)題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種核電用離心式余熱排出泵回流裝置，提高余熱排出泵的安全穩(wěn)定性和運(yùn)行效率。

本發(fā)明通過(guò)在前蓋和泵體上開(kāi)設(shè)回流孔，解決因采用傳統(tǒng)葉輪平衡孔液體的回流方向與葉輪來(lái)流方向相反而造成的葉輪進(jìn)口處水流紊亂問(wèn)題。本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：

一種核電用離心式余熱排出泵回流裝置，包括前蓋(1)、泵體(3)、導(dǎo)葉(4)、葉輪(5)、葉輪螺母(6)、葉輪后口環(huán)(7)、回流管路(9)、軸承架(10)、軸(11)、葉輪前口環(huán)(12)；其中前蓋(1)、泵體(3)、導(dǎo)葉(4)、葉輪前口環(huán)(12)、軸承架(10)沿軸向依次布置，前蓋(1)與泵體(3)固定連接，泵體(3)與導(dǎo)葉(4)固定連接，前蓋(1)與導(dǎo)葉(4)端口連接，泵體(3)與軸承架(10)固定連接；葉輪螺母(6)與葉輪(5)依次固接在軸(11)上，并可相對(duì)于前蓋(1)、泵體(3)、導(dǎo)葉(4)、軸承架(10)沿周向轉(zhuǎn)動(dòng)；葉輪(5)出口中心線(xiàn)的位置與導(dǎo)葉(4)流道中截面對(duì)應(yīng)，葉輪前口環(huán)（12）與前蓋(1)固定連接，葉輪前口環(huán)(12)與葉輪(5)采用間隙配合，葉輪(5)與泵體(3)通過(guò)葉輪后口環(huán)(7)間隙配合；其特征在于，在泵體(3)的葉輪后口環(huán)(7)與軸(11)之間位置上周向均勻開(kāi)設(shè)5-8個(gè)回流孔(8)；在前蓋(1)的進(jìn)口管截面上沿周向均勻開(kāi)設(shè)回流孔(2)，且大小、數(shù)量與回流孔(8)相同，回流孔(2)、回流孔(8)分別與回流管路(9)兩端固定連接，并通過(guò)回流管路(9)形成回流裝置；流體從葉輪出口流出，經(jīng)過(guò)葉輪后口環(huán)(7)與泵體(3)的間隙，流經(jīng)回流孔(8)、回流管路(9)和回流孔(2)回到葉輪進(jìn)口。

所述的在前蓋(1)的進(jìn)口管截面上開(kāi)設(shè)回流孔(2)，所述管截面在軸向上距離葉輪進(jìn)口邊的距離為0.8-1.2倍葉輪進(jìn)口直徑長(zhǎng)度。

所述在泵體(3)上開(kāi)設(shè)的回流孔(8)，由回流孔(8)的中心線(xiàn)所圍成的圓的直徑為葉輪前口環(huán)(12)所在直徑的0.55-0.65倍。

所述的在泵體(3)上開(kāi)設(shè)的回流孔(8)與在前蓋(1)開(kāi)設(shè)的回流孔(2)徑向?qū)?yīng),如圖3所示。

所述的回流孔(2)、回流孔(8)的總面積為葉輪后口環(huán)(7)與泵體(3)間隙面積的6-9倍。

本發(fā)明的工作過(guò)程為：核電用離心式余熱排出泵的葉輪在電機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)做功，將電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液體的壓能及速度能，大部分高壓液體流出葉輪進(jìn)入導(dǎo)葉、蝸殼及出口管路，一小部分液體進(jìn)入葉輪與泵體形成的前后腔體內(nèi)，尤其是經(jīng)過(guò)葉輪后口環(huán)，進(jìn)入后腔回流孔，在葉輪前后壓差作用下，被壓入回流管路返回到進(jìn)口管上的回流孔，形成回流，該回流不直接進(jìn)入葉輪，不會(huì)擾亂葉輪內(nèi)流場(chǎng)分布，而且該回流壓力相對(duì)較高，可以改善葉輪進(jìn)口的汽蝕性能。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)在前蓋與泵體上開(kāi)設(shè)回流孔的回流方式，該回流出流方向與葉輪內(nèi)流動(dòng)方向一致，可以有效改善因采用傳統(tǒng)葉輪平衡孔液體的回流方向與葉輪來(lái)流方向相反而造成的葉輪進(jìn)口處水流紊亂情況。從而提高泵的效率，降低泵的臨界汽蝕余量，并有效改善葉輪出口處的壓力脈動(dòng)情況。同時(shí)可以通過(guò)改變開(kāi)設(shè)的回流孔的位置、大小和數(shù)量，達(dá)到提高性能的最佳效果。

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附圖說(shuō)明

圖1：本發(fā)明采用開(kāi)設(shè)回流孔形成的回流裝置示意圖