[發明專利]四級串聯的核電站主泵軸封系統

在審

• 申請號: 202011600524.6
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112576541A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 陳侃;奉明忠;張君凱;劉偉;張寶君
• 申請（專利權）人: 中密控股股份有限公司
• 主分類號: F04D29/12
• 分類號: F04D29/12
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡

本發明提供一種四級串聯的核電站主泵軸封系統，從介質側向大氣側串聯設置四級密封，依次為一級靜壓軸封，二級動壓軸封，三級動壓軸封，四級隔離密封；一級靜壓軸封承受9?11MPa介質壓力，二級動壓軸封承受1.8?3.8MPa介質壓力，三級動壓軸封承受1.8?3.8MPa介質壓力，四級隔離密封承受0.1MPa介質壓力。整個系統既具有靜壓軸封的穩定性，又具有動壓軸封的低泄漏量。這種機械密封即融合了靜壓軸封的優點又融合了動壓軸封的優點，既降低了總體泄漏量，又增加了低轉速和異常工況下軸封的可靠性和抗沖擊能力。

技術領域

本發明屬于核電站技術領域，尤其是一種四級串聯的核電站主泵軸封系統。

背景技術

RCP主泵應用于驅動核電站反應堆一回路冷卻劑，帶出熱能發電。而主泵軸封為RCP主泵上關鍵部件之一，是放射性介質逃逸到環境中的屏障。目前，在運壓水堆核電站的主泵軸封主要有靜壓軸封、動壓軸封。

其中，靜壓軸封的泄漏量較大，達到幾百升至一千升每小時以上的泄漏量。泄漏量大帶來的廢水處理工作量大。但是由于靜壓軸封泄漏量大，密封摩擦副間隙大，所以其可靠性較動壓軸封大。靜壓軸封一般由第一級帶有環形軸對稱錐面的氮化硅密封面板組成，第二級由可變形式的接觸式機械密封組成，在一級密封失效的情況下，可變成靜壓形式的密封承受全壓，在這兩級密封背部設置第三級阻隔密封來達到環境隔離的作用。靜壓軸封的壓力分布為15.5,0.27,0.1MPa

動壓軸封的泄漏量較小，一般只有4～7L/h，這樣可以降低泄漏水處理工作量。動壓軸封由三級相同的結構串聯而成，每一級密封摩擦副開設得有波浪狀流體動壓槽。在主泵帶動的情況下，作相對旋轉，由流體動壓效應產生開啟力，使得密封摩擦副相對脫開數微米的間隙運轉。這個膜厚沒有靜壓軸封的膜厚大。這也導致動壓軸封在停轉或低速運轉時的可靠性和耐沖擊性沒有靜壓軸封好。動壓軸封的壓力分配為5.3,5.3,5.3MPa。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種四級串聯的核電站主泵軸封系統。

為實現上述發明目的，本發明技術方案如下：

一種四級串聯的核電站主泵軸封系統，從介質側向大氣側串聯設置四級密封，依次為一級靜壓軸封1，二級動壓軸封2，三級動壓軸封3，四級隔離密封4；

一級靜壓軸封1包括從介質側向大氣側串聯設置的一級動環座13和一級靜環座14；一級動環座13安裝在旋轉的主泵軸上，一級動環11安裝在一級動環座13上，一級靜環座14和不旋轉的主泵軸密封腔體固定連接，一級靜環12安裝在一級靜環座14上，主泵軸帶動一級動環11相對一級靜環12旋轉，一級動環11端面通過去除材料形成一個從環的外徑到內徑逐漸收斂的徑向錐面10，在介質壓力作用下產生靜壓開啟力，使得一級動環11和一級靜環12之間分開10-20微米并相對旋轉；

二級動壓軸封2包括從介質側向大氣側串聯設置的二級動環座23和二級靜環座24；二級動環座23安裝在旋轉的主泵軸上，二級動環21安裝在二級動環座23上，二級靜環座24和不旋轉的主泵軸密封腔體固定連接，二級靜環22安裝在二級靜環座24上，主泵軸帶動二級動環21相對二級靜環22旋轉，在二級靜環22端面開設有周向連續的流體動壓槽；

三級動壓軸封3包括從介質側向大氣側串聯設置的三級動環座33和三級靜環座34；三級動環座33安裝在旋轉的主泵軸上，三級動環31安裝在三級動環座33上，三級靜環座34和不旋轉的主泵軸密封腔體固定連接，三級靜環32安裝在三級靜環座34上，主泵軸帶動三級動環31相對三級靜環32旋轉，在三級靜環端面開設有周向連續的流體動壓槽；