一種餘熱排出泵軸冷卻結構的製作方法

2023-05-24 17:26:06 1

專利名稱：一種餘熱排出泵軸冷卻結構的製作方法
一種餘熱排出泵軸冷卻結構技術領域
本發明屬於離心泵技術領域，特別涉及一種增強餘熱排出泵軸冷卻效果的裝置。
技術背景
隨著國內核電大發展和核電泵國產化程度的日益加深，核電泵得到了較深入的研 究。餘熱排出泵是核電站中餘熱排出系統的組成部分，是除核主泵之外唯一布置在核島之 內的核二級泵，是關係到核島能否安全停堆的核心裝備。在反應堆冷卻劑泵停運時，餘熱排 出泵開始運行，迴路水溫直接達到180°C，泵內高溫水體的熱量傳導到泵的軸承體內，加上 軸承高速旋轉而產生的摩擦熱量，使軸承體的溫升大大高於其允許工作溫升範圍。因此，需 要採用循環水對其進行冷卻。
經檢索，與本發明相關的專利申請有一種高溫前置泵軸承體冷卻裝置(公告號 CN201884334U)，發明了一種利用螺旋型盤管來冷卻軸承體的裝置，特點是結構簡單，具有 一定冷卻效果，但是其冷卻水路布置在軸的一端，未能充分利用螺旋形盤管導熱快的特點， 冷卻效果不夠理想。
導向軸承油溫冷卻結構(公告號CN201982525U)，該發明較充分運用了冷卻水 路，加入了冷卻水套，但其冷卻水套採用圓柱環形水套，水流動緩慢，換熱效果不佳。發明內容
本發明所要解決的技術問題在於，能夠採用什麼裝置，可以增強餘熱排出泵軸冷 卻效果，提出一種泵軸承體冷卻效果，這種餘熱排出泵軸冷卻裝置冷卻效果明顯，結構簡 單，並且不影響泵的運行效率。
本發明所採用的技術方案是一種泵軸承體冷卻裝置，包括冷卻水套中的螺旋型 冷卻水道和軸承箱冷卻腔中冷卻水管路等部件。
原有的泵軸通過外部水道冷卻潤滑油，潤滑油再帶走軸的熱量。由於考慮支撐強 度原因，箱體內壁很厚，油溫冷卻速度很慢且效果不佳，在一定程度上影響潤滑油和軸承的 使用壽命。
為了增強餘熱排出泵軸冷卻效果，本發明改變單一流道形式，採用外部水套和內 部冷卻水路的雙重冷卻措施，冷卻水由進水口進入軸承箱後分兩路，一路從外部的冷卻水 套中的流道通過，具有2圈半螺旋長度，螺距65mm，為所散熱軸長的O. 18倍；另一路從軸承 箱冷卻室的螺旋型冷卻水路通過，具有3圈半螺旋長度，管徑18_，在螺旋管橫截面中靠近 螺旋中心線的點稱為內側，而遠離螺旋中心線的點為外側。螺旋管內流體在流動過程中將 受到離心力的作用，且離心力大小在截面分布不均勻——內側離心力大，而外側離心力小。 在此離心力場的作用下，流體在沿管長方向流動的同時產生了徑向的二次流並出現了漩渦 (Dean渦)，從而增強了對壁面邊界層的擾動，提高了傳熱性能。螺旋直徑D越小，相同流速 下離心加速度越大。故沒有設計螺旋型換熱管緊貼軸承箱，而設計螺旋直徑250_，管內徑 與螺旋直徑之比為O. 072，螺旋管與軸承箱壁間有18. 5mm的間距，為軸承箱冷卻腔半徑的O. 12倍。螺距對螺旋管內流動傳熱過程影響較小，在分析中可以忽略其影響，本發明中螺旋 管螺距取為36mm (2倍管徑)。外流道和冷卻水路中的冷卻水吸收泵軸熱量後匯合，從出水 口流出。本發明通過上述技術方案，通過螺旋管冷卻管路降低潤滑油溫度，提高軸和軸承的 使用壽命，達到了有益的技術效果。
螺旋盤管採用繞彎、滾彎、中頻感應加熱彎曲和火焰加熱彎曲的成形工藝加工制 造，為強化傳熱，採用相變材料。
本發明的有益效果是增強餘熱排出泵軸冷卻效果，並考慮了螺旋管內流體受到 的離心力作用；另外本發明結構簡單，並且不影響泵的運行效率。


附圖為本發明所述的一種餘熱排出泵軸冷卻結構剖面示意圖。
圖中1_軸承箱；2_深溝球軸承；3_圓柱滾子軸承；4_冷卻水；5-潤滑油；6-冷卻 水管路；7-冷卻水套；71-進水口 ；72_出水口。
具體實施方式
結合附圖，本發明所述的餘熱排出泵軸冷卻裝置包括軸承箱1、深溝球軸承2、圓 柱滾子軸承3、冷卻水4、潤滑油5、冷卻水管路6、冷卻水套7、進水口 71、出水口 72等部件， 冷卻水管路6安裝在軸承箱I上，和螺旋型外流道一起用來冷卻泵軸，達到核島安全停堆的 效果。
工作過程如下
冷卻水4由進水口 71進入軸承箱I後分兩路，一路從外部的冷卻水套7中的流道 通過；另一路從軸承箱I冷卻室的螺旋型冷卻水路6通過。冷卻水套7中的外部流道和軸承 箱內冷卻水管路6中的冷卻水吸收泵軸熱量後匯合，從出水口 72流出。本發明通過上述技 術方案，通過內部和外部的螺旋管冷卻管路降低潤滑油溫度，增強餘熱排出泵軸冷卻效果， 並考慮了螺旋管內流體受到的離心力作用，提高軸和軸承的使用壽命，達到了冷卻的目的。
權利要求
1.一種餘熱排出泵軸冷卻結構，包括軸承箱(I)、深溝球軸承(2)、圓柱滾子軸承(3)、冷卻水⑷、潤滑油(5)、冷卻水管路(6)、冷卻水套(7)、進水口(71)、出水口(72)，其特徵在於改變單一流道形式，採用外部水套和內部冷卻水路的雙重冷卻措施，並考慮了螺旋管內流體受到的離心力作用。
2.根據權利要求1所述的一種餘熱排出泵軸冷卻結構，其特徵在於採用螺旋型外部水流道和內部冷卻水路的雙重冷卻措施。
3.根據權利要求1所述的一種餘熱排出泵軸冷卻結構，其特徵在於外流道螺距為所散熱軸長的O. 18倍。
4.根據權利要求1所述的一種餘熱排出泵軸冷卻結構，其特徵在於軸承箱冷卻室冷卻水路￠)的管內徑與螺旋直徑之比為O. 072，螺旋管與軸承箱壁間距為軸承箱冷卻腔半徑的O. 12倍，螺距為2倍管徑。
全文摘要
一種餘熱排出泵軸冷卻結構，屬於離心泵技術領域。包括軸承箱1、深溝球軸承2、圓柱滾子軸承3、冷卻水4、潤滑油5、冷卻水管路6、冷卻水套7、進水口71、出水口72。螺旋盤管採用繞彎、滾彎、中頻感應加熱彎曲和火焰加熱彎曲的成形工藝加工製造，為強化傳熱，採用相變材料。本發明改變單一流道形式，採用外部水套和內部冷卻水路的雙重冷卻措施，並考慮了螺旋管內流體受到的離心力作用，來達到增強餘熱排出泵軸冷卻效果目的。本發明結構簡單，增強餘熱排出泵軸冷卻效果明顯，並且不影響泵的運行效率。
文檔編號F04D29/58GK102996525SQ201210475890
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月9日 優先權日2012年11月9日
發明者鄧鑫, 袁壽其, 袁建平, 裴吉, 張金鳳 申請人:江蘇大學