一種用於核電站的啟動給水泵的製作方法

2023-09-17 08:09:00

專利名稱：一種用於核電站的啟動給水泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於核電站的啟動給水泵。
背景技術：
核電站用啟動給水泵用於在反應堆啟動和正常停堆期間向蒸汽發生器供水，不需要動用輔助給水系統的水源，並給啟動時二迴路衝洗提供便利。現有的啟動給水泵存在以下不足I)採用的是雙筒體、整體抽芯的結構，因此泵體的結構複雜，需要檢修轉子部件時拆裝麻煩，使維護工作量加大；2)由於啟動給水泵為水平向的多級泵，而現有的多級泵多採用平衡盤或平衡鼓來平衡轉子部件的軸向力。因此使轉子部件的結構複雜；3)機械密封採用的是散裝式機械密封。維修機械密封時，不僅需要拆除軸承部件， 還要移動泵和電機，使機械密封更換不能在短時間內完成；4)軸承採用的是強制潤滑，並配有外部供油系統對軸承供油，外部供油系統包括外部油泵、油箱、冷卻器及管路等，因此增加了系統的複雜性和故障源並增加了運行費用。

發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種用於核電站的啟動給水泵， 它能實現轉子部件軸向力的平衡及泵體的徑向力的平衡，有效延長啟動給水泵的使用壽命並且使泵的結構更加簡單緊湊。實現上述目的的技術方案是一種用於核電站的啟動給水泵，包括定子部件、轉子部件、兩套機械密封、機封衝洗管及軸承部件，所述定子部件包括泵體及平衡水管，所述轉子部件包括泵軸、套裝在泵軸上的葉輪、中間密封軸套、後密封軸套及軸套螺母，所述軸承部件包括前軸承、後軸承、中間節流襯套及後節流襯套，其中，所述泵體為軸向剖分結構並通過水平中分面分為下部的下泵體和上部上的上泵蓋，所述下泵體和上泵蓋的水平中分面上設有密封墊圈並通過多個壓緊螺栓連接成一整體；所述泵體的內腔設有低壓區的第一級至第五級壓水室及高壓區的第六級至第九級壓水室，低壓區的第一級至第五級壓水室自前至後依次間隔設置，高壓區的第六級至第九級壓水室自後至前依次間隔設置；所述第一級至第八級壓水室分別由所述下泵體和上泵蓋上開設的二分之一蝸室並且分別為180°對稱布置後構成，所述第九級壓水室為螺旋形並且由所述下泵體和上泵蓋配做後構成；所述平衡水管設置在所述泵體的外部並連接在位於所述泵體的前後部的進、出口之間；所述葉輪由九級葉輪構成，該九級葉輪包括一一布置在所述第一級至第五級壓水室的第一至第五級葉輪及一一布置在所述第六級至第九級壓水室的第六至第九級葉輪，低壓區的五級葉輪的進口指向所述啟動給水泵的驅動端，高壓區的四級葉輪與低壓區的後四
5級葉輪背靠背對稱布置；所述九級葉輪的後輪轂的外徑相同；低壓區的首級葉輪的進口直徑大於其它八級葉輪的進口直徑，並且其它八級葉輪的外形與尺寸相同；所述中間密封軸套設在所述第五級葉輪與第九級葉輪之間；所述後密封軸套設在所述第六級葉輪的後端，該後密封軸套的外徑大於所述九級葉輪的後輪轂的外徑；所述軸套螺母固定在所述後密封軸套的後端；所述兩套機械密封分別安裝在所述泵軸上並分別位於所述泵體的前後兩端；所述機封衝洗管從所述第一級壓水室的吐出口引出分別連接在所述兩套機械密封上。上述的用於核電站的啟動給水泵，其中，所述兩套機械密封均為集裝式單端面機械密封並分別包括機封壓蓋、機封連接環、機封軸套、靜環、套環、動環、動環座及若干螺旋彈簧，所述機封壓蓋套裝在所述泵軸上；所述機封連接環連接在所述機封壓蓋的內端面上， 該機封連接環的外端面設有一凹槽，該凹槽所述機封壓蓋的內腔共同構成機封腔；所述機封軸套固定在位於所述機封腔及所述機封壓蓋外端的泵軸上；所述靜環嵌裝在所述機封壓蓋的內周面的內端部；所述套環通過止動螺釘固定地套裝在所述機封軸套的內端頭部；所述動環座可軸向移動地卡合在所述套環上；所述動環可軸向移動地套裝在所述機封軸套的中部，該動環的外端面與所述靜環的內端面相對，該動環的內端部嵌置在所述動環座與所述套環之間，以使所述動環隨所述泵軸一起旋轉；所述若干螺旋彈簧周周向地設在所述動環座與所述套環之間，以使所述靜環的內端面始終與所述動環的外端面可滑動地貼合。上述的用於核電站的啟動給水泵，其中，所述機封壓蓋上還在外周面上設有一用於連接所述機封衝洗管的注入口、在內端面設有一用於排出衝洗液的衝洗口以及從注入口連接到衝洗口的衝洗液流路。上述的用於核電站的啟動給水泵，其中，所述機械密封還包括一卡合在所述機封壓蓋的內周面的外端的節流環，該節流環通過擋板和定位塊固定在機封壓蓋上。上述的用於核電站的啟動給水泵，其中，所述前軸承安裝在所述泵軸的驅動端並包括前軸承體、前端前、後壓蓋、一圓柱滾子軸承、一甩油環及兩個防塵盤，前軸承體具有位於上部的前軸承腔及位於下部的與前軸承腔連通的前油池；所述前端前、後壓蓋的內側面上分別向內凸設一擋套，所述前端後壓蓋的擋套上開設一進油孔，所述前端前、後壓蓋套裝在所述泵軸上並連接在所述前軸承體的上部前、後端；所述圓柱滾子軸承直接安裝在泵軸上並位於所述前軸承腔內，該圓柱滾子軸承的內圈通過第一前軸套和第二前軸套軸向定位，所述圓柱滾子軸承的外圈通過所述前端前、後壓蓋上的擋套軸向定位；所述甩油環分別懸掛在所述第一前軸套上並分別通過一限位螺釘連接在所述前軸承體上，該甩油環的下部浸沒在所述前油池中；所述兩個防塵盤分別固定在位於所述前端前、後壓蓋外側的所述泵軸上；所述後軸承安裝在所述泵軸的非驅動端並包括後軸承體及後端前、後壓蓋、一圓柱滾子軸承及一對角接觸球軸承、一軸承盒體和一對分別連接在軸承盒體兩端的軸承盒蓋、兩個甩油環及一防塵盤，所述後軸承體具有位於上部的後軸承腔及位於下部的與後軸承腔連通的後油池；所述後端前、後壓蓋的內側面上分別向內凸設一擋套，所述後端前、後壓蓋的擋套上分別開設一進油孔，所述後端前壓蓋套裝在所述泵軸上並連接在所述後軸承體的上部前端，所述後端後壓蓋連接在所述後軸承體的上部後端；所述圓柱滾子軸承直接安裝在位於所述後軸承腔前部的泵軸上，所述圓柱滾子軸承的內圈通過第一後軸套和第二後軸套軸向定位，所述圓柱滾子軸承的外圈通過所述後軸承體和後端前壓蓋軸向定位；所述一對角接觸球軸承背靠背地安裝在所述軸承盒體中並通過第三後軸套套裝在位於所述後軸承腔後部的泵軸上，所述一對角接觸球軸承的內圈通過設在所述第三後軸套頭部的凸環及一軸頭螺母軸向定位，所述一對角接觸球軸承的外圈通過一對分別位於所述軸承盒蓋內側的擋圈軸向定位；所述兩個甩油環分別懸掛在所述軸頭螺母及所述第二後軸套上並分別通過一限位螺釘連接在所述軸承盒體上，該兩個甩油環的下部浸沒在所述後油池中；所述防塵盤固定在位於所述後端前壓蓋外側的所述泵軸上。上述的用於核電站的啟動給水泵，其中，所述前端前、後壓蓋的內圓面上及所述後端前壓蓋的內圓面上分別開設一集油環，並在所述前端前、後壓蓋的內側面上分別開設一與所述集油環連通的回油孔。上述的用於核電站的啟動給水泵，其中，所述中間節流襯套安裝在所述第五壓水室及第九壓水室之間的泵體內腔中，所述後節流襯套安裝在位於所述第六壓水室後部的泵體內腔中；所述中間節流襯套包括外套及內嵌在外套的內圓面上的內套，所述外套的外圓面的兩頭分別設有外凸環，外套的外圓面的中間設有一徑向銷孔，外套的內圓面的一頭設有內凸環，外套的外圓與所述泵殼的內腔面間隙配合併通過止轉銷與所述泵體連接；所述內套的外圓面的一頭設有與外套的內凸環匹配的縮頸，內套的內圓面上均布地設有若干環槽，該內套的外圓面與所述外套的內圓面通過過盈配合連接在一起。上述的用於啟動給水泵的泵體結構，其中，所述內套的材料為工程橡膠，所述外套的材料為鋼材，所述內套和外套之間還設有一止動螺釘。上述的用於啟動給水泵的泵體結構，其中，所述下泵體的一側對應所述第一級壓水室設有一吸入口，所述下泵體的另一側對應所述第九級壓水室設有一吐出口，所述吸入口外連接一進口法蘭，所述吐出口外連接一出口法蘭。上述的用於啟動給水泵的泵體結構，其中，所述第五級壓水室的出口與第六級壓水室的進口通過過渡流道連通，該過渡流道以180°對稱布置在所述下泵體與上泵蓋上。本發明的用於核電站的啟動給水泵的技術方案具有以下優點I)定子部件中泵體具有結構簡單、水力性能優良、徑向力能夠自動平衡、製造費用低等優點。泵體採用軸向剖分的單殼體結構並且過渡流道180°旋轉對稱布置，吸入口和吐出口均位於下泵體上並分布在泵體的兩側，檢修時，鬆開壓緊螺栓，打開上泵蓋，就能夠對內腔中的整個轉子部件進行維修，不必拆卸管路，而且減少了維修時需要的維修空間；2)轉子部件中將葉輪定為九級，在低壓區設有五級葉輪，高壓區設有四級葉輪，低壓區的首級葉輪的進口端尺寸比後四級葉輪的進口端尺寸大，而後密封軸套的外徑大於九級葉輪的後輪轂的外徑，低壓區首級葉輪的軸向力由後密封軸套來平衡，低壓區的後四級葉輪與高壓區的四級葉輪的外形及尺寸相同，並背靠背對稱布置，所以它們產生的軸向力就自動平衡，因此不需平衡盤或平衡鼓就能實現轉子部件軸向力的平衡，進而確保轉動效率，有效延長啟動給水泵的使用壽命並且使泵的結構更加簡單緊湊；3)機械密封採用集裝式機械密封並帶有機封連接環；機封連接環與機封壓蓋形成一個機封腔，能防止泵啟動時葉輪超強的吸附力把機封腔的水形成壓力真空，使機封的動環和靜環之間的密封面維持一層級薄的液體膜從而達到密封的目的並延長機械密封的壽命，能滿足泵相關的運行工況要求，並且使用壽命能夠滿足16000小時，保證了泵長期可靠的運行能力；集裝式機械密封拆裝方便，且泵組聯軸器帶中間節，維修機械密封時，只需拆除軸承部件，而不必移動泵和電機，確保軸封的更換能在短時間內完成；4)軸承採用稀油潤滑，即在軸承體上設置油池，在油池中注入有效液位的潤滑稀油，並通過甩油環連續給軸承供油，使整個泵組無需任何外部供油系統，因此大大減少了運行費用、系統的複雜性和故障源，提高了系統的可靠性；另外採用自然冷卻，即在軸承體上設置散熱片，以增加散熱面積。


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I為本發明的用於核電站的啟動給水泵的結構示意2為圖I的俯視3為本發明的用於核電站的啟動給水泵的泵體的結構示意4為圖3的俯視5為本發明的用於核電站的啟動給水泵的轉子部件的結構示意6為本發明的用於核電站的啟動給水泵的機械密封的結構示意7為本發明的用於核電站的啟動給水泵的前軸承的結構示意8為本發明的用於核電站的啟動給水泵的後軸承的結構示意9為本發明的用於核電站的啟動給水泵的中間節流襯套的結構示意圖。
具體實施例方式為了能更好地對本發明的技術方案進行理解，下面通過具體地實施例並結合附圖進行詳細地說明請參閱圖I和圖2，本發明的一種用於核電站的啟動給水泵，包括定子部件I、轉子部件2、兩套機械密封3、機封衝洗管30及軸承部件，其中，兩套機械密封3均為結構相同的集裝式單端面機械密封，它們相背地安裝在泵軸21上並分別位於泵體的前後兩端，主要用來防止流體介質沿泵體與高速旋轉的泵軸21之間的間隙向外洩漏；軸承部件包括前軸承
4、後軸承5、中間節流襯套6及後節流襯套7。再請參閱圖3和圖4，定子部件I包括泵體10及平衡水管19，其中泵體10為臥式單殼體結構，泵體10為軸向剖分結構並通過水平中分面分為下部的下泵體11和上部上的上泵蓋12，下泵體11和上泵蓋12的中分面上設有密封墊圈13並通過多個壓緊螺栓14連接成一整體；泵體10的內腔設有低壓區的第一級至第五級壓水室111 115及高壓區的第六級至第九級壓水室116 119，低壓區的第一級至第五級壓水室111 115自前至後依次間隔設置，高壓區的第六級至第九級壓水室116 119自後至前依次間隔設置。由於泵體10為軸向剖分結構，第一級至第八級壓水室111 118均為蝸室，它們分別由下泵體11和上泵蓋12上開設的二分之一蝸室並且分別為180°對稱布置後構成，第九級壓水室119為螺旋形並且由下泵體11和上泵蓋12配做後構成。第五級壓水室115的出口與第六級壓水室116的進口通過兩個過渡流道100連通，該兩個過渡流道100以180°對稱布置在下泵體11與上泵蓋12上，使泵體10的徑向力
自動平衡。下泵體11的一側對應第一級壓水室111設有一吸入口並在該吸入口外連接一進口法蘭15，下泵體11的另一側對應第九級壓水室119設有一吐出口並在該吐出口外連接一出口法蘭16。下泵體11的前後部還分別開設一進口 17和出口 18。平衡水管19設置在泵體的外部，平衡水管19的兩端分別通過一彎頭連接在下泵體11的進口 17和出口 18。本發明的泵體由於將吸入口和吐出口均位於下殼體11上，並分布在泵體的兩側， 檢修時，直接將上泵蓋12揭開，就能夠對轉子部件進行檢修，不必拆卸管路，因此簡化了維護程序和降低了維護的工作量。泵體具有結構簡單、水力性能優良、徑向力能夠自動平衡、 製造費用低等優點。再請參閱圖5，轉子部件2包括泵軸12、套裝在泵軸21上的葉輪、中間密封軸套 23、後密封軸套24及軸套螺母25，其中葉輪由九級葉輪21 29構成並分別通過傳動鍵20固定在泵軸21上，該九級葉輪均為單吸、閉式葉輪，該九級葉輪包括一一布置在所述第一級至第五級壓水室的第一至第五級葉輪221 225及一一布置在所述第六級至第九級壓水室的第六至第九級葉輪226 229，低壓區的五級葉輪221 225的進口指向上充泵的驅動端，高壓區的四級葉輪226 229與低壓區的後四級葉輪222 225背靠背對稱布置；九級葉輪221 229的後輪轂的外徑L2相同；低壓區的首級葉輪221的進口直徑LI大於其它八級葉輪222 229的進口直徑，並且其它八級葉輪222 229的外形與尺寸相同；中間密封軸套23設在第五級葉輪225與第九級葉輪29之間並通過傳動鍵固定在泵軸21上；中間密封軸套23與泵軸21之間設有O形密封圈231 ；後密封軸套24設在第六級葉輪226的後端並通過傳動鍵210固定在泵軸I上，該後密封軸套24與泵軸21之間設有O形密封圈241，該後密封軸套24的外徑H大於九級葉輪221 229的後輪轂的外徑L2 ；軸套螺母25固定在後密封軸套24的後端並通過螺紋連接在泵軸21上。由於每級葉輪的前口環的外徑與後輪轂的外徑不同，葉輪將產生軸向力，方向指向葉輪進口。而低壓區的後四級222 225與高壓區的四級葉輪226 229外形尺寸相同， 並背靠背對稱布置，所以它們產生的軸向力就自動平衡。另外由於首級葉輪221產生的軸向力方向指向驅動端，而後密封軸套24的外徑大於所有葉輪的後輪轂的外徑，並且後密封軸套24與第六級葉輪226連接側的壓力為低壓區的五級葉輪221 225產生的揚程，後密封軸套24與軸套螺母25側的壓力由平衡水管10與泵體進口連通，該壓力為進口壓力，所以後密封軸套24將產生軸向力，方向指向非驅動端，因此利用後密封軸套24的外徑所產生的軸向力來平衡首級葉輪221產生的軸向力。本發明的轉子部件2不需平衡盤或平衡鼓就能實現軸向力的平衡，進而確保轉動效率，有效延長啟動給水泵的使用壽命。再請參閱圖6，兩套機械密封3分別包括機封壓蓋31、機封連接環32、機封軸套 33、靜環34、套環35、動環座36、動環37、若干螺旋彈簧38及節流環39，其中
機封壓蓋31套裝在泵軸21上，該機封壓蓋31上還在外周面上設有一用於注入衝洗液的注入口 311，在內端面設有一用於排出衝洗液的衝洗口 312以及從注入口 311連接到衝洗口 312的衝洗液流路313 ;機封連接環32連接在機封壓蓋31的內端面上並固定在泵體10上，該機封連接環 32的外端面設有一凹槽，該凹槽與機封壓蓋31的內腔共同構成機封腔，該機封腔能防止泵啟動時葉輪超強的吸附力把機封腔的水形成壓力真空，使動、靜環處於幹摩擦，影響機械密封的壽命，機封連接環32與泵軸21之間的間隙能夠保證機封腔的壓力和機械密封產生的熱量不聚集；機封軸套33通過O形圈30固定在位於機封腔及機封壓蓋I外端的泵軸10上；靜環34嵌裝在機封壓蓋31的內周面的內端部並通過定位銷341固定在機封壓蓋 31上，靜環34與機封壓蓋31之間設有O形圈340 ；套環35通過止動螺釘351固定地套裝在機封軸套33的內端頭部，該套環35的外端面設有凹槽，並在該凹槽的底面沿周周均布地設有若干彈簧孔；動環座36可軸向移動地卡合在套環35的凹槽中，該動環座36為一 L形環；動環37通過O形圈370可軸向移動地套裝在機封軸套33的中部，該動環37的外端面與靜環34的內端面相對，該動環37的內端部嵌置在動環座36的外周面與套環35的凹槽的內周面之間，以使動環37隨泵軸21 —起旋轉；若干螺旋彈簧38 —一地設在套環35的彈簧孔中並且這些螺旋彈簧38的外端連接在動環座36的內端面上，以使動環36的前端面始終與靜環34的後端面可滑動地貼合；節流環39卡合在機封壓蓋31的內周面的外端,該節流環39通過擋板391和定位塊392固定在機封壓蓋31上。本發明的機械密封的工作原理是在泵運轉過程中，在機封連接環32和機封壓蓋 31構成的密封腔內會形成充滿具有一定壓力輸送介質，由於動環37受壓力的兩端面面積不等，會形成向靜環36的壓緊力，而動環37通過螺旋彈簧38使動環37和靜環34之間形成的接觸面適度貼合，使該接觸面之間維持一層級薄的液體膜從而達到密封的目的。另外， 在動環37與靜環34失效後，節流環39能有效限制介質的洩露量，而不影響泵繼續運行的水平。本發明的機械密封的衝洗方式為自衝洗方式，將機封衝洗管30從泵體10的第一級壓水室111的吐出口引出並分別連接在兩套機械密封上的機封壓蓋31的注入口 311，引人衝洗水對機械密封進行衝洗，不需要外接冷卻水。再請參閱圖7，前軸承4安裝在泵軸21的驅動端並包括前軸承體42及前端前、後壓蓋43、44、一圓柱滾子軸承45、一甩油環46及兩個防塵盤471、472，其中前軸承體42具有位於上部的前軸承腔421及位於下部的與前軸承腔421連通的前油池422 ；前端前、後壓蓋43、44的套裝在泵軸21上並連接在前軸承體42的上部前、後端， 前端前、後壓蓋43、44與前軸承體42的接觸面上設置O形密封圈423、424 ;前端前、後壓蓋 43、44的內圓面上分別開設一集油環431、441，並在前端前、後壓蓋43的內側面上分別開設一與該集油環431、441連通的回油孔432、442 ;前端前、後壓蓋43、44的外側面上分別開設一凹環，內側面上分別向內凸設一擋套；CN 102606485 A

前端後壓蓋44的擋套上開設一與油池422連通的進油孔440 ；圓柱滾子軸承45直接安裝在位於前軸承腔421前部的泵軸21上，該圓柱滾子軸承45的內圈與泵軸21過盈配合併通過第一前軸套411和第二前軸套412軸向定位，圓柱滾子軸承45的外圈與軸承腔421過盈配合併通過前端前、後壓蓋43、44上的擋套軸向定位；甩油環46為偏心環並懸掛在第一前軸套411上並通過一限位螺釘460連接在前軸承體42上，該甩油環46的下部浸沒在前油池422中；兩個防塵盤471、472的內側面上設有與前端前、後壓蓋43、44外側面上的凹環對應的密封凸環，該兩個防塵盤471、472以其防止凸環嵌在前端前、後壓蓋43、44的凹環內的方式並通過緊定螺釘470固定在位於前端前、後壓蓋43、44外側的泵軸21上。在泵運行時，由於泵軸21的轉動帶動第一前軸套411轉動，通過摩擦力使甩油環 46自由地偏心旋轉，帶動前油池422中的潤滑油連續供到前軸承腔421中，達到給圓柱滾子軸承45充分潤滑的功效，即使前油池422的油位較低，甩油環46也能提供潤滑油給軸承潤滑，限位螺釘460可以限制甩油環46在前軸承體42內無規則的旋轉，使潤滑油向外飛濺。 當潤滑油沿泵軸21軸向漏出時，前端前、後壓蓋43、44內表面上的集油環431、441能夠攔截即將漏出前端前、後壓蓋43、44的潤滑油，並使潤滑油通過回油孔432、442流回到前軸承腔421中。由於前端前、後壓蓋43、44的內圓面與泵軸21之間為間隙配合，會產生一些洩漏， 而防塵盤471、472能增加前端前、後壓蓋43、44的密封性。由於防塵盤471、472固定在泵軸21上隨泵軸21 —起轉動，防塵盤471、472轉動不僅可以防止潤滑油洩漏，同時還可以防止灰塵進入前軸承腔421內，而且可以對前軸承腔421進行冷卻，改善軸承的工作環境，提高軸承的使用壽命。另外在前軸承體42的下端面、外側面及上端面上分別均布地設有多片散熱片 420，以增加散熱面積，有利於潤滑油及前軸承腔的散熱。再請參閱圖8,後軸承5安裝在泵軸21的驅動端並包括後軸承體52及後端前、後壓蓋53、54、一圓柱滾子軸承55、一對角接觸球軸承56、軸承盒體571、一對軸承盒蓋572、兩個甩油環581、582及一防塵盤59，其中後軸承體52具有位於上部的後軸承腔521及位於下部的與後軸承腔521連通的後油池522 ；後端前壓蓋53的套裝在泵軸21上並連接在後軸承體52的上部前端,後端前壓蓋 53與後軸承體52的接觸面上設置O形密封圈523 ;該後端前壓蓋53的內圓面上開設一集油環531，並在該後端前壓蓋53的內側面上開設一與該集油環531連通的回油孔532 ;後端前壓蓋53的外側面上開設一凹環，內側面上向內凸設一擋套；後端後壓蓋54為閉式壓蓋並連接在後軸承體2的上部後端,後端後壓蓋54與後軸承體52的接觸面上設置O形密封圈524 ;該後端後壓蓋54的內側面上向內凸設一擋套；後端前、後壓蓋53、54的擋套上分別開設一與後油池522連通的進油孔530、540 ；圓柱滾子軸承55直接安裝在位於後軸承腔521前部的泵軸21上，該圓柱滾子軸承55的內圈與泵軸21過盈配合併通過第一後軸套511和第二後軸套512軸向定位，圓柱滾子軸承55的外圈與後軸承腔521過盈配合併通過後軸承體52和後端前壓蓋53上的擋套軸向定位；
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一對角接觸球軸承56通過一隔套560背靠背地安裝在軸承盒體571中並通過第三軸套513套裝在位於後軸承腔521後部的泵軸21上；一對軸承盒蓋572分別連接在軸承盒體571的兩端，該軸承盒體571通過鍵570固定在後軸承腔521的內壁面上；一對角接觸球軸承56的內圈與第三後軸套513過盈配合併通過設在第三後軸套513頭部的凸環及一軸頭螺母510軸向定位,一對角接觸球軸承56的外圈與軸承盒體571過盈配合併通過一對分別位於軸承盒蓋572內側的擋圈561軸向定位；擋圈561與軸承盒蓋572之間還設有墊圈 562 ；兩個甩油環581、582均為偏心環並分別懸掛在軸頭螺母510及第二後軸套512 上，兩個甩油環581、582分別通過一限位螺釘580連接在軸承盒體571上，該兩個甩油環 581,582的下部浸沒在後油池522中；防塵盤59的內側面上設有與後端前壓蓋53外側面上的凹環對應的密封凸環，該防塵盤59以其防止凸環嵌在後端前壓蓋53的凹環內的方式並通過緊定螺釘590固定在位於後端前壓蓋53外側的泵軸21上。在泵運行時，由於泵軸21的轉動帶動軸頭螺母510和第二後軸套512轉動，通過摩擦力使甩油環581、582自由地偏心旋轉，帶動後油池522中的潤滑油通過後端前、後端後壓蓋53、54的進油孔530、540連續供到軸承腔521中，達到給一對角接觸球軸承56和圓柱滾子軸承55充分潤滑的功效，即使後油池522的油位較低，甩油環581、582也能提供潤滑油給軸承潤滑，限位螺釘580可以限制甩油環581、582在後軸承體52內無規則的旋轉，使潤滑油向外飛濺。當潤滑油沿泵軸21軸向漏出時，後端前壓蓋53內表面上的集油環531能夠攔截即將漏出後端前壓蓋53的潤滑油，並使潤滑油通過回油孔532流回到後軸承腔521 中。由於後端前壓蓋53的內圓面與泵軸21之間為間隙配合，會產生一些洩漏，而防塵盤59能增加後端前壓蓋53的密封性。由於防塵盤59固定在泵軸21上隨泵軸21 —起轉動，防塵盤59轉動不僅可以防止潤滑油洩漏，同時還可以防止灰塵進入後軸承體腔521內， 而且可以對後軸承體腔521進行冷卻，改善軸承的工作環境，提高軸承的使用壽命。另外在後軸承體52的下端面、外側面及上端面上分別均布地設有多片散熱片 520，在後端後壓蓋54的外側面上也均布地設有多片散熱片541，以增加散熱面積，有利於潤滑油及後軸承腔的散熱。再請參閱圖9，中間節流襯套6安裝在泵體10內腔中並位於第五壓水室115及第九壓水室119之間的中間密封軸套23上，不但能夠起到很好的密封介質的作用，而且可以在中間起到很好的水潤滑軸承作用並作為泵體的輔助支撐。該中間節流襯套6包括外套61 及內嵌在外套61的內圓面上的內套62，其中外套61的外圓面的兩頭分別設有外凸環611、612，外套61的外圓面的中間設有一徑向銷孔613，外套61的內圓面的一頭設有內凸環614，外套61的外圓與泵體10的內腔面間隙配合併通過止轉銷與泵體10連接；外套61為整體鍛造的鋼材製作的,外圓及內圓均為圓形,方便加工製造；外圓與泵殼間隙配合，通過兩邊的外凸環611、612軸向定位，外圓上配有圓柱銷起到防止外套I旋轉的作用；內套62的外圓面的一頭設有與外套61的內凸環614匹配的縮頸，內套62的內圓面上均布地設有若干環槽620，能夠很好的起到潤滑和密封作用；該內套62的外圓面與外套61的內圓面通過過盈配合連接在一起。內套62通過壓力裝入到外套61中，並在結合處裝有止動螺釘63，防止內套62與外套61發生相對運動。內套62的材料為工程材料，是美國Greene Tweed公司的WR300工程橡膠，該工程材料是一種長碳纖維添加到聚醚醚酮樹脂強化壓模所製成的。聚醚醚酮樹脂添加了長碳纖維後加強了材料的強度、穩定性及散熱性，且超越了其它種類的熱塑性工程塑料，使內套的耐磨性增強，使泵在運行中不會發生抱軸而導致泵軸斷裂的現象。後節流襯套7安裝在泵體10內腔中並位於第六壓水室116的後部的後密封軸套 24上，作為泵體的輔助支撐。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明， 而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明的權利要求書範圍內。
權利要求
1.一種用於核電站的啟動給水泵，包括定子部件、轉子部件、兩套機械密封、機封衝洗管及軸承部件，所述定子部件包括泵體及平衡水管，所述轉子部件包括泵軸、套裝在泵軸上的葉輪、中間密封軸套、後密封軸套及軸套螺母，所述軸承部件包括前軸承、後軸承、中間節流襯套及後節流襯套，其特徵在於，所述泵體為軸向剖分結構並通過水平中分面分為下部的下泵體和上部上的上泵蓋，所述下泵體和上泵蓋的水平中分面上設有密封墊圈並通過多個壓緊螺栓連接成一整體； 所述泵體的內腔設有低壓區的第一級至第五級壓水室及高壓區的第六級至第九級壓水室，低壓區的第一級至第五級壓水室自前至後依次間隔設置，高壓區的第六級至第九級壓水室自後至前依次間隔設置；所述第一級至第八級壓水室分別由所述下泵體和上泵蓋上開設的二分之一蝸室並且分別為180°對稱布置後構成，所述第九級壓水室為螺旋形並且由所述下泵體和上泵蓋配做後構成；所述平衡水管設置在所述泵體的外部並連接在位於所述泵體的前後部的進、出口之間；所述葉輪由九級葉輪構成，該九級葉輪包括一一布置在所述第一級至第五級壓水室的第一至第五級葉輪及一一布置在所述第六級至第九級壓水室的第六至第九級葉輪，低壓區的五級葉輪的進口指向所述啟動給水泵的驅動端，高壓區的四級葉輪與低壓區的後四級葉輪背靠背對稱布置；所述九級葉輪的後輪轂的外徑相同；低壓區的首級葉輪的進口直徑大於其它八級葉輪的進口直徑，並且其它八級葉輪的外形與尺寸相同；所述中間密封軸套設在所述第五級葉輪與第九級葉輪之間；所述後密封軸套設在所述第六級葉輪的後端，該後密封軸套的外徑大於所述九級葉輪的後輪轂的外徑；所述軸套螺母固定在所述後密封軸套的後端；所述兩套機械密封分別安裝在所述泵軸上並分別位於所述泵體的前後兩端；所述機封衝洗管從所述第一級壓水室的吐出口引出分別連接在所述兩套機械密封上。
2.根據權利要求I所述的用於核電站的啟動給水泵，其特徵在於，所述兩套機械密封均為集裝式單端面機械密封並分別包括機封壓蓋、機封連接環、機封軸套、靜環、套環、動環、動環座及若干螺旋彈簧，所述機封壓蓋套裝在所述泵軸上；所述機封連接環連接在所述機封壓蓋的內端面上，該機封連接環的外端面設有一凹槽，該凹槽所述機封壓蓋的內腔共同構成機封腔；所述機封軸套固定在位於所述機封腔及所述機封壓蓋外端的泵軸上；所述靜環嵌裝在所述機封壓蓋的內周面的內端部；所述套環通過止動螺釘固定地套裝在所述機封軸套的內端頭部；所述動環座可軸向移動地卡合在所述套環上；所述動環可軸向移動地套裝在所述機封軸套的中部，該動環的外端面與所述靜環的內端面相對，該動環的內端部嵌置在所述動環座與所述套環之間，以使所述動環隨所述泵軸一起旋轉；所述若干螺旋彈簧周周向地設在所述動環座與所述套環之間，以使所述靜環的內端面始終與所述動環的外端面可滑動地貼合。
3.根據權利要求2所述的用於核電站的啟動給水泵，其特徵在於，所述機封壓蓋上還在外周面上設有一用於連接所述機封衝洗管的注入口、在內端面設有一用於排出衝洗液的衝洗口以及從注入口連接到衝洗口的衝洗液流路。
4.根據權利要求2所述的用於核電站的啟動給水泵，其特徵在於，所述機械密封還包括一卡合在所述機封壓蓋的內周面的外端的節流環，該節流環通過擋板和定位塊固定在機封壓蓋上。
5.根據權利要求I所述的用於核電站的啟動給水泵，其特徵在於，所述前軸承安裝在所述泵軸的驅動端並包括前軸承體及前端前、後壓蓋、一圓柱滾子軸承、一甩油環及兩個防塵盤，前軸承體具有位於上部的前軸承腔及位於下部的與前軸承腔連通的前油池；所述前端前、後壓蓋的內側面上分別向內凸設一擋套，所述前端後壓蓋的擋套上開設一進油孔，所述前端前、後壓蓋套裝在所述泵軸上並連接在所述前軸承體的上部前、後端； 所述圓柱滾子軸承直接安裝在泵軸上並位於所述前軸承腔內，該圓柱滾子軸承的內圈通過第一前軸套和第二前軸套軸向定位，所述圓柱滾子軸承的外圈通過所述前端前、後壓蓋上的擋套軸向定位；所述甩油環分別懸掛在所述第一前軸套上並分別通過一限位螺釘連接在所述前軸承體上，該甩油環的下部浸沒在所述前油池中；所述兩個防塵盤分別固定在位於所述前端前、後壓蓋外側的所述泵軸上；所述後軸承安裝在所述泵軸的非驅動端並包括後軸承體及後端前、後壓蓋、一圓柱滾子軸承及一對角接觸球軸承、一軸承盒體和一對分別連接在軸承盒體兩端的軸承盒蓋、兩個甩油環及一防塵盤，所述後軸承體具有位於上部的後軸承腔及位於下部的與後軸承腔連通的後油池；所述後端前、後壓蓋的內側面上分別向內凸設一擋套，所述後端前、後壓蓋的擋套上分別開設一進油孔，所述後端前壓蓋套裝在所述泵軸上並連接在所述後軸承體的上部前端， 所述後端後壓蓋連接在所述後軸承體的上部後端；所述圓柱滾子軸承直接安裝在位於所述後軸承腔前部的泵軸上，所述圓柱滾子軸承的內圈通過第一後軸套和第二後軸套軸向定位，所述圓柱滾子軸承的外圈通過所述後軸承體和後端前壓蓋軸向定位；所述一對角接觸球軸承背靠背地安裝在所述軸承盒體中並通過第三後軸套套裝在位於所述後軸承腔後部的泵軸上，所述一對角接觸球軸承的內圈通過設在所述第三後軸套頭部的凸環及一軸頭螺母軸向定位，所述一對角接觸球軸承的外圈通過一對分別位於所述軸承盒蓋內側的擋圈軸向定位；所述兩個甩油環分別懸掛在所述軸頭螺母及所述第二後軸套上並分別通過一限位螺釘連接在所述軸承盒體上，該兩個甩油環的下部浸沒在所述後油池中；所述防塵盤固定在位於所述後端前壓蓋外側的所述泵軸上。
6.根據權利要求5所述的用於核電站的啟動給水泵，其特徵在於，所述前端前、後壓蓋的內圓面上及所述後端前壓蓋的內圓面上分別開設一集油環，並在所述前端前、後壓蓋的內側面上分別開設一與所述集油環連通的回油孔。
7.根據權利要求I所述的用於核電站的啟動給水泵，其特徵在於，所述中間節流襯套安裝在所述第五壓水室及第九壓水室之間的泵體內腔中，所述後節流襯套安裝在位於所述第六壓水室後部的泵體內腔中；所述中間節流襯套包括外套及內嵌在外套的內圓面上的內套，所述外套的外圓面的兩頭分別設有外凸環，外套的外圓面的中間設有一徑向銷孔，外套的內圓面的一頭設有內凸環，外套的外圓與所述泵殼的內腔面間隙配合併通過止轉銷與所述泵體連接；所述內套的外圓面的一頭設有與外套的內凸環匹配的縮頸，內套的內圓面上均布地設有若干環槽，該內套的外圓面與所述外套的內圓面通過過盈配合連接在一起。
8.根據權利要求7所述的用於啟動給水泵的泵體結構，其特徵在於，所述內套的材料為工程橡膠，所述外套的材料為鋼材，所述內套和外套之間還設有一止動螺釘。
9.根據權利要求I所述的用於啟動給水泵的泵體結構，其特徵在於，所述下泵體的一側對應所述第一級壓水室設有一吸入口，所述下泵體的另一側對應所述第九級壓水室設有一吐出口，所述吸入口外連接一進口法蘭，所述吐出口外連接一出口法蘭。
10.根據權利要求I所述的用於啟動給水泵的泵體結構，其特徵在於，所述第五級壓水室的出口與第六級壓水室的進口通過過渡流道連通，該過渡流道以180°對稱布置在所述下泵體與上泵蓋上。
全文摘要
本發明公開了一種用於核電站的啟動給水泵，包括定子部件、轉子部件、兩套機械密封、機封衝洗管及軸承部件。定子部件包括泵體及平衡水管，轉子部件包括泵軸、葉輪、中間密封軸套、後密封軸套及軸套螺母。軸承部件包括前軸承、後軸承、中間節流襯套及後節流襯套。泵體為軸向剖分結構並通過水平中分面分為下部的下泵體和上部上的上泵蓋，下泵體和上泵蓋通過多個壓緊螺栓連接成一整體；泵體的內腔設有低壓區的第一級至第五級壓水室及高壓區的第六級至第九級壓水室。平衡水管連接在位於泵體的前後部的進、出口之間；葉輪由九級葉輪構成，兩套機械密封分別安裝泵體的前後兩端；機封衝洗管從第一級壓水室的吐出口引出分別連接在兩套機械密封上。
文檔編號F04D29/10GK102606485SQ20121008335
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月27日 優先權日2012年3月27日
發明者毛燕萍, 陸金琪 申請人:上海阿波羅機械股份有限公司