[發明專利]一種余熱排出泵的新型葉輪密封環結構及其拆裝方法

在審

• 申請號: 202010414332.X
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111456962A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 張興;夏迪;鐘云;蒲道林;周文霞;樂秀輝
• 申請（專利權）人: 上海核工程研究設計院有限公司
• 主分類號: F04D29/08
• 分類號: F04D29/08;F04D29/28;F04D29/62;F04D29/58
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 安曼

本發明公開的一種余熱排出泵的新型葉輪密封環結構及其拆裝方法，所述新型葉輪密封環(2)采用法蘭盤式結構安裝在葉輪口環(4)上，所述新型葉輪密封環(2)的法蘭面上設置4個內六角螺紋孔和4個拆裝工藝孔(3)，所述內六角螺紋孔通過安裝內六角螺釘(5)以固定所述新型葉輪密封環(2)；所述拆裝工藝孔(3)用于所述新型葉輪密封環(2)的拆裝；所述新型葉輪密封環(2)與所述葉輪口環(4)的配合面采用階梯式過盈配合結構(6)。本發明提高了余熱排出泵在熱沖擊工況下的運行可靠性，避免了余熱排出泵在熱沖擊工況下發生驟然停機的嚴重事故，確保了余熱排出泵在熱沖擊工況下不會因驟然停機而導致泵軸、葉輪、聯軸器及電機的損害。

技術領域

本發明屬于余熱排出泵轉子部件領域，特別涉及有熱沖擊工況的核電用泵的轉子部件葉輪密封環領域。

背景技術

余熱排出泵是核電廠正常余熱排出系統(RNS)的重要設備，其主要功能是在核電廠正常停堆期間排出反應堆冷卻劑系統的熱量。泵的其它功能包括：啟堆時，維持反應堆冷卻劑系統真空充水冷卻；停堆時，如果需要，維持乏燃料池冷卻；失水事故后，從裝料池或安全殼內置換料水箱吸水，提供非安全低壓注射；安全殼水淹后，從地坑吸水，進行安全殼再循環冷卻。余熱排出泵在60年壽期內須承受900多次設計瞬態工況，其中有200次熱沖擊工況。為了驗證余熱排出泵在熱沖擊工況下的安全可靠性，泵設備廠需要先在樣機上進行模擬熱沖擊試驗，熱沖擊試驗時，最先受到高溫水沖擊的零部件是葉輪密封環。葉輪密封環固定在葉輪口環上，傳統的圓筒形葉輪密封環厚度較薄，受到高溫水的沖擊后，極易出現變形。由于傳統葉輪密封環和泵體密封環之間的間隙在0.3～0.6mm之間，當傳統葉輪密封環發生變形時，傳統葉輪密封環和泵體密封環之間的間隙將縮小，繼而咬合在一起，使泵機組出現驟然停機現象，并損壞泵軸、葉輪、聯軸器和電機。

發明內容

該新型葉輪密封環用于裝配在余熱排出泵葉輪口環上，特殊的結構保證了新型葉輪密封環能夠承受熱沖擊工況下的瞬態高溫沖擊，同時配合精度高、拆裝安全方便。該新型葉輪密封環結構也適用于具有類似工況的其他核電用泵。該新設計即一種余熱排出泵的新型葉輪密封環結構，所述新型葉輪密封環(2)采用法蘭盤式結構安裝在葉輪口環(4)上，所述新型葉輪密封環(2)的法蘭面上設置4個內六角螺紋孔和4個拆裝工藝孔(3)，所述內六角螺紋孔通過安裝內六角螺釘(5)以固定所述新型葉輪密封環(2)；所述拆裝工藝孔(3)用于所述新型葉輪密封環(2)的拆裝；所述新型葉輪密封環(2)與所述葉輪口環(4)的配合面采用階梯式過盈配合結構(6)。

優選的，所述新型葉輪密封環(2)入口處的壁厚比原來的壁厚增加了70％～90％。

優選的，所述階梯式過盈配合(6)使所述新型葉輪密封環(2)與所述葉輪口環(4)之間的配合尺寸從下到上逐步增大。

本發明還提供了一種余熱排出泵的新型葉輪密封環結構的拆裝方法，其特征在于，步驟如下：

安裝密封環：所述新型葉輪密封環(2)安裝前加熱，在2個所述拆裝工藝孔(3)內擰上手柄螺栓(7)，通過所述手柄螺栓(7)安裝所述新型葉輪密封環(2)；

拆卸密封環：在2個所述拆裝工藝孔(3)內擰上2個頂絲螺釘(8)，在所述葉輪內孔內用干冰快速對所述葉輪口環(4)進行冷卻，使所述葉輪口環(4)收縮后與所述新型葉輪密封環(2)之間松動，用所述頂絲螺釘(8)快速且均勻地頂起所述新型葉輪密封環(2)，使所述新型葉輪密封環(2)脫離所述階梯式過盈配合結構(6)。

本發明的新型葉輪密封環設計成法蘭盤型結構，密封環頭部的強度大大增強；新型葉輪密封環的緊固方式由騎縫螺釘改為內六角螺釘，緊固強度大大增加；新型葉輪密封環與葉輪口環的配合公差由間隙配合改為過盈配合，配合精度得到很大提高；新型葉輪密封環與葉輪口環的配合面設計成階梯狀結構，既保證了配合精度，又減少了裝拆距離；新型葉輪密封環的法蘭面上增加了4個M10的拆裝工藝孔，拆裝安全、便捷。