一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵的制作方法
【专利摘要】一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵，包括泵盖、泵筒体、导流体、泵轴，所述泵筒体内泵轴中部对称设置有A组叶轮和B组叶轮，二组叶轮外侧均设置有机械密封部件；泵筒体左面泵盖上连接有轴承支架A，泵筒体右面连接有轴承支架B，轴承支架B右面连接有驱动端轴承部件，轴承支架A左面连接有非驱动端轴承部件；驱动端轴承部件包括圆柱滚子轴承和测温元件；非驱动端轴承部件包括双列角接触球轴承和测温元件。本发明结构紧凑合理、其受力点在泵轴中间，轴向力得到了自动平衡，大大提高了泵的运行可靠性、稳定性和使用寿命。本发明适用于超小流量、超高扬程多级离心泵。本发明适用于双筒体结构（BB5）高扬程多级离心泵。
【专利说明】—种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵
[0001]【技术领域】:
本发明涉及水泵【技术领域】，尤其涉及一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水栗。
[0002]【背景技术】:
核电化容补水泵是超小流量、超高扬程多级离心泵，是核电厂辅助厂房内化学与容积系统的主要设备之一，其主要功能是给反应堆冷却剂系统提供补水，或改变(维持)反应堆冷却剂的水化学特性和水装量。泵的设计压力为21.4MPa,设计流量为34.lm3/h，设计扬程为1800m，计算出的轴向力有17000kgf，现有结构设计采用平衡盘和推力轴承平衡轴向力。
[0003]现有核电化容补水泵存在以下三个缺点:
一，现有结构叶轮按同方向布置，用平衡盘平衡轴向力，泵轴的最大轴向力受力点集中在平衡盘处，此处泵的轴径较小，而且由于结构需要，泵轴在此处还开有卡槽用以定位平衡盘，是应力相对集中处，轴向力集中于此，很容易造成泵轴应力断裂。
[0004]二，现有结构对平衡盘与平衡盘套之间的轴向间隙有很高要求，一般须控制在
0.08?0.15_之间，间隙太小会引起平衡盘与平衡盘套端面咬合，直至发生严重事故；间隙太大则会降低平衡盘的平衡能力，使推力轴承的载荷大幅增加。而该间隙的控制是以“丝”为单位的，在实际操作中很难做到精确。而且随着泵运转时间的增加，平衡盘与平衡盘套之间的间隙会随着高压水流的冲刷而增加，而那时轴承由于长时间运转也处于寿命下线，两者的叠加会加速轴承失效。
[0005]三，现有结构受平衡盘间隙的影响，轴承承受的载荷很难确定，要么很大，要么很小，这两种受力状态对轴承都是不利的。
[0006]
【发明内容】
:
本发明所要解决的技术问题是提供一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵，其受力点在泵轴中间，轴向力能自动平衡，能大大提高泵的运行可靠性、稳定性和使用寿命。
[0007]本发明所要解决的技术方案是:一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵，包括泵盖、泵筒体、机械密封部件、导流体、泵轴、平衡套，其特征在于:所述的泵筒体内泵轴中部对称设置有A组叶轮和B组叶轮，二组叶轮外侧均设置有机械密封部件；泵筒体左面泵盖上通过螺钉连接有轴承支架A，泵筒体右面通过螺钉连接有轴承支架B，轴承支架B右面连接有驱动端轴承部件，轴承支架A左面连接有非驱动端轴承部件；所述的驱动端轴承部件包括设置在泵轴上的圆柱滚子轴承和安装在轴承座上的测温元件；所述的非驱动端轴承部件包括设置在泵轴上的双列角接触球轴承和安装在轴承座上的测温元件；所述的非驱动端轴承部件端轴承支架A内设置有小型风扇；所述的机械密封部件与轴承部件之间泵轴上均设置有抛水环。
[0008]本发明所述的A组叶轮数量为7个，吸入口往右。
[0009]本发明所述的B组叶轮数量为6个，吸入口往左。
[0010]本发明所述的叶轮采用闭式结构，在叶轮口环和轮毂外圆上设置有螺旋槽。
[0011]本发明所述的轴承支架A顶部设置有散热槽，底部设置有引漏孔。
[0012]本发明所述的泵筒体外周设置为多边形。
[0013]本发明所述的泵筒体和泵盖4上连接有平衡管7。
[0014]本发明所述的泵筒体外周吸入端连接有吸入法兰11，吐出端连接有吐出法兰6。
[0015]本发明所述的导流体采用对称双流道结构。
[0016]本发明所述的轴承采用稀油润滑。
[0017]本发明结构紧凑合理、其受力点在泵轴中间，轴向力得到了自动平衡，大大提高了泵的运行可靠性、稳定性和使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明的结构示意图；
图2为本发明进行轴向力测试的示意图；
图中1、非驱动端轴承部件，1-1、测温元件，1-2、双列角接触球轴承，1-3、螺母A，2、抛水环，3、轴承支架A，4、泵盖，5、缠绕垫，6、吐出法兰，7、平衡管，8、导流体，9、泵筒体，10、A组叶轮，11、吸入法兰，12、机械密封部件，13、驱动端轴承部件，13-1、圆柱滚子轴承，13-2、螺母B, 14、泵轴，15、轴承支架B, 16、B组叶轮，17、平衡套。
[0019]【具体实施方式】:
下面结合附图对本发明作进一步的说明:
一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵，包括泵盖4、泵筒体9、机械密封部件12、导流体8、泵轴14、平衡套17，其特征在于:所述的泵筒体9内泵轴14中部对称设置有A组叶轮10和B组叶轮16，二组叶轮外侧均设置有机械密封部件12 ;泵筒体9左面泵盖4上通过螺钉连接有轴承支架A3，泵筒体9右面通过螺钉连接有轴承支架B15，轴承支架B15右面连接有驱动端轴承部件13，轴承支架A3左面连接有非驱动端轴承部件I ;所述的驱动端轴承部件13包括设置在泵轴上的圆柱滚子轴承13-1和安装在轴承座上的测温元件1-1 ;所述的非驱动端轴承部件I包括设置在泵轴上的双列角接触球轴承1-2和安装在轴承座上的测温元件1-1 ;所述的非驱动端轴承部件I端轴承支架A3内设置有小型风扇；所述的机械密封部件12与轴承部件之间泵轴上均设置有抛水环2。所述的A组叶轮10数量为7个，吸入口往右。所述的B组叶轮16数量为6个，吸入口往左。所述的叶轮采用闭式结构，在叶轮口环和轮毂外圆上设置有螺旋槽。所述的轴承支架A3顶部设置有散热槽，底部设置有引漏孔。所述的泵筒体9外周设置为多边形。所述的泵筒体9和泵盖4上连接有平衡管7。所述的泵筒体9外周吸入端连接有吸入法兰11，吐出端连接有吐出法兰6。所述的导流体8采用对称双流道结构。所述的轴承采用稀油润滑。
[0020]具体实施时，本发明具有以下特点:1)、13级叶轮采用对称布置，94%以上的轴向力自平衡，残余轴向力由平衡套和推力轴承承担，受力点在泵轴中间，泵轴中间的轴径大，且无任何应力集中点，大大提高了泵的运行可靠性、稳定性和使用寿命。2)、平衡套为筒形结构，对轴向间隙无任何要求，轴向偏移控制在±0.5mm即可，泵长时间运行后即使平衡套外圆表面有磨损，也不会对轴向力产生多大影响。3)、导流体采用对称双流道结构，保证泵在任何工况参数运行时，其施加给转子的径向力矢量平衡。4)、各叶轮口环和轮毂外圆和平衡套处采用螺旋密封，提高了泵的容积效率，而且螺旋槽对固体颗粒具有包容性，可减少泵易损件的磨损，提高使用寿命；轴端密封采用集装式单端面平衡型机械密封。5)、机械密封部件与轴承座之间设有抛水环，轴承支架底部引漏孔内设置有引漏管；当机械密封发生泄漏时，不会沿泵轴向轴承腔内泄漏，泄漏液可以从引漏管中排出。本发明叶轮产生的轴向力指向叶轮的进口边，平均每个叶轮产生的轴向力约为1300kg，本发明共13级叶轮，采用准对称布置结构，轴的一端7级叶轮吸入口往右，另一端6级叶轮吸入口往左，两端叶轮产生的轴向力大部分自动平衡，残余的小部分轴向力对轴产生稳定的拉力，由非驱动端双列角接触球轴承承受，使轴承承受的载荷大大降低。本发明对轴承承受的轴向力进行了试验验证，泵启动后，推拉力传感器实时将轴向力数据传输给计算机，通过轴向力测试后形成的流量——轴向力曲线如图2，泵1lOmVh流量之间轴承承受的轴向力恒定在600kgf左右，轴承的运行可靠性得到了保证。本发明经过6小时稳定运行后通过测温元件测得轴承温度如下:驱动端轴承温度为56.9° C，非驱动端轴承温度为61.7° C，在环境温度为27° C时，非驱动端轴承运行运行6小时后温度不超过62° C，轴承温升为35° C，满足API610标准要求。轴承部件进行了轴承寿命计算，轴承寿命大于100000小时。本发明经过72小时连续运转试验和200小时耐久试验(期间进行50次启停)，试验过程中泵轴承最高温度不超过760C，泵机组最大振动速度优于JB/T8097《泵的振动测量和评价方法》A级，泵机组的运行可靠性得到了试验验证。
【权利要求】
1.一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵，包括泵盖(4)、泵筒体(9)、机械密封部件(12)、导流体(8)、泵轴(14)、平衡套(17)，其特征在于:所述的泵筒体(9)内泵轴(14)中部对称设置有A组叶轮(10)和B组叶轮(16)，二组叶轮外侧均设置有机械密封部件(12);泵筒体(9)左面泵盖(4)上通过螺钉连接有轴承支架A (3)，泵筒体(9)右面通过螺钉连接有轴承支架B (15)，轴承支架B (15)右面连接有驱动端轴承部件(13)，轴承支架A (3)左面连接有非驱动端轴承部件(I);所述的驱动端轴承部件(13)包括设置在泵轴上的圆柱滚子轴承(13-1)和安装在轴承座上的测温元件(1-1);所述的非驱动端轴承部件(I)包括设置在泵轴上的双列角接触球轴承(1-2)和安装在轴承座上的测温元件(1-1);所述的非驱动端轴承部件(I)端轴承支架A(3)内设置有小型风扇；所述的机械密封部件(12)与轴承部件之间泵轴上均设置有抛水环(2)。
2.根据权利要求1所述的一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵，其特征在于:所述的A组叶轮(10)数量为7个，吸入口往右。
3.根据权利要求1所述的一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵，其特征在于:所述的B组叶轮(16)数量为6个，吸入口往左。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵，其特征在于:所述的叶轮采用闭式结构，在叶轮口环和轮毂外圆上设置有螺旋槽。
5.根据权利要求1或5所述的一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵，其特征在于:所述的轴承支架A (3)顶部设置有散热槽，底部设置有引漏孔。
6.根据权利要求1所述的一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵，其特征在于:所述的泵筒体(9)外周设置为多边形。
7.根据权利要求1所述的一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵，其特征在于:所述的泵筒体(9)和泵盖(4)上连接有平衡管(7)。
8.根据权利要求1所述的一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵，其特征在于:所述的泵筒体(9)外周吸入端连接有吸入法兰(11)，吐出端连接有吐出法兰(6)。
9.根据权利要求1所述的一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵，其特征在于:所述的导流体(8)采用对称双流道结构。
10.根据权利要求1所述的一种水力部件对称布置可靠性高的核电化容补水泵，其特征在于:所述的轴承采用稀油润滑。
【文档编号】F04D29/66GK104154027SQ201410388811
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】张兴, 乐秀辉, 项伟, 周文霞 申请人:江苏海狮泵业制造有限公司, 上海核工程研究设计院