一種核電站用乏燃料水池冷卻泵的製作方法

2023-08-06 10:50:01

專利名稱：一種核電站用乏燃料水池冷卻泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種泵，具體涉及一種核電站用乏燃料水池冷卻泵。
背景技術：
乏燃料水池冷卻泵在核電站中的主要功能如下1)泵與其所在迴路中的熱交換器、乏燃料水池組成冷卻迴路，並在迴路中起輸送 料液的作用，服務於乏燃料水池；2)泵與其所屬迴路中的其它設備組成冷卻迴路連續運行，帶出乏燃料水池內乏燃 料組件釋放出的剩餘熱量，限制水池水溫不高於50°C。當前核電站用乏燃料水池冷卻泵一般存在體積大、維修不方便、抗震性差等技術 問題。由於受廠房安裝位置及空間的限制，有時即使在安裝之後檢修起來也比較難。

發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種核電站用乏燃料水池冷卻 泵，它可有效解決體積大、維修不方便、抗震性差等技術問題。實現上述目的的技術方案是一種核電站用乏燃料水池冷卻泵，為單級單吸的懸 臂臥式，它包括定子組件、轉子組件、軸承組件和軸封組件，所述定子組件包括一泵體、一具 有機械密封室的泵蓋及一泵體密封環；所述轉子組件包括一泵軸、一葉輪、一葉輪螺母及一 軸套；所述軸承組件包括一軸承體、軸承、一對軸承端蓋及一軸承支架；所述軸封組件包括 軸承油封裝置和機械密封裝置。其中所述泵體為徑向剖分式的雙蝸殼結構，該泵體的吸入 口與吐出口垂直設置；所述泵蓋連接在所述泵體的前端和所述軸承體的後端之間，並且所 述泵蓋與所述軸承體之間設有預聯接螺釘；所述葉輪通過所述葉輪螺母連接在所述泵軸的 後端並位於所述泵體的內腔中，該葉輪螺母的內腔設有鋼絲螺套；所述軸套套裝在所述泵 軸的前部，該軸套的前端外緣倒角；所述軸承體的中部和前端分別設有一軸承槽；所述軸 承包括一設在所述泵軸的非驅動端上並位於所述軸承體的中部軸承槽中的圓柱滾子軸承 及一對背靠背布置地設在所述泵軸的驅動端上並位於所述軸承體的前端軸承槽中的角接 觸球軸承；所述一對軸承端蓋分別位於所述圓柱滾子軸承的內側及所述角接觸球軸承的外 側並分別固定在所述前端軸承槽的前端面上及所述中部軸承槽的後端面上；所述圓柱滾子 軸承與所述軸承端蓋之間及所述角接觸球軸承與所述軸承端蓋之間分別設置一擋油盤；所 述軸承油封裝置為迷宮式密封結構並由所述軸承端蓋、所述擋油盤及0形密封圈構成；所 述機械密封裝置為集裝式機械密封設置，它安裝在所述泵軸上並位於所述泵蓋的機械密封 室中。上述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其中，所述機械密封裝置包括一機封軸套、一 機封壓蓋、一靜環、一動環座、一動環、若干彈簧及一固定座；所述機封軸套固定地套在所述 泵軸上並且所述機封軸套的後部套在所述軸套的前部，該機封軸套的後端部外表面上徑向 延伸一凸環，該機封軸套的前部外表面上設有一環槽，在該環槽中卡裝一組裝板；所述機封壓蓋套在所述機封軸套上並固定在所述泵蓋上，該機封壓蓋的前端面抵靠在所述組裝板的 後端面上；所述靜環安裝在所述機封壓蓋的內腔；所述動環座固定地套在所述機封軸套上 抵靠在所述凸環的前端面上，該動環座的內腔呈後小前大的一級階梯形圓柱面，並在臺階 面上均布開設若干盲孔；所述動環安裝在所述動環座的前部內腔中並可軸向移動地套在所 述機封軸套上；所述若干彈簧一一放置在所述動環座的盲孔中，該若干彈簧的前端連接在 所述動環的後端面上，以使所述動環的前端面與所述靜環的後端面貼合；所述固定座套在 所述機封軸套的前部並通過螺栓將固定座、所述機封軸套和所述泵軸固定在一起。上述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其中，所述靜環的外表面和所述機封壓蓋的 內表面之間、所述機封軸套的內表面和所述泵軸的外表面之間、所述機封壓蓋的後端面和 所述泵蓋的前端面之間分別設有一 0形密封圈。上述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其中，所述機封壓蓋上設有一引漏孔。上述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其中，所述擋油盤包括套筒及在該套筒的內 側段的外表面上徑向延伸的擋盤，該擋盤的邊緣向外側以與其軸線的夾角為14° 16° 的方式彎折一邊罩，所述擋油盤固定在所述泵軸上並靠近所述軸承；所述軸承端蓋包括外 蓋及在該外蓋的內緣端面上向著軸承側軸向延伸的內環，該內環的自由端徑向延伸一凸 緣，所述軸承端蓋的內腔面上設有若干迷宮式密封槽，所述軸承端蓋的內環套在所述擋油 盤的套筒上，以使所述迷宮式密封槽對著所述擋油盤的套筒；所述0形密封圈設在所述擋 油盤的套筒內表面與所述泵軸之間；所述軸承端蓋的內徑與所述擋油盤上的套筒外徑為間 隙配合；所述軸承端蓋上的凸緣與所述擋油盤上的邊罩為間隙配合，以使所述擋油盤上的 邊罩套在軸承端蓋的凸緣外。上述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其中，所述軸承端蓋的內徑與所述擋油盤上 的套筒外徑之間的間隙為0. 204 0. 296mm ；所述軸承端蓋上的凸緣的後端面與所述擋油 盤上的擋盤的前端面之間的間隙為1 1. 5mm。上述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其中，所述軸承端蓋上的凸緣的外表面為一 圓錐面，所述擋油盤上的邊罩的內表面為與該凸緣的外表面的錐度適配的圓錐面。上述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其中，所述擋油盤和所述一對角接觸球軸承 之間還可設有鎖緊螺母和墊圈。上述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其中，所述泵蓋上開設一連通到所述泵蓋的 機械密封室的衝洗孔。上述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其中，所述軸承體的外表面上均布設有若干 散熱筋板。本發明的核電站用乏燃料水池冷卻泵的技術方案，泵體採用徑向剖分式的雙蝸殼 結構，可有效平衡泵在運轉時產生的徑向力，使泵工作更穩定安全，同時有效減小了泵組體 積；機械密封採用集裝式機械密封，能可靠防止介質外洩，拆裝方便，減少了維修工作量； 軸承部分採用稀油自潤滑，無強制潤滑系統，保證泵在預潤滑快速啟動；軸封衝洗採用在泵 蓋上直接開設衝洗孔的方式進行衝洗，簡化了衝洗管路；軸承體上設置有散熱筋板，增加了 軸承體與空氣的熱交換面積，提高了軸承體的強度和剛性，確保泵在運行中的機械性能；泵 蓋與軸承體間設有預聯接螺釘，可有效減小安裝誤差，同時也方便泵組的安裝與拆卸；在葉 輪螺母內加設有鋼絲螺套，能有效防止泵在反轉情況下葉輪螺母鬆動，保證了泵組運行的可靠性和安全性；泵聯軸器採用金屬撓性膜片式聯軸器，利用膜片的撓性能有效補償泵軸 與電機軸間的相對位移，且具有緩衝減震功能，保證了泵的安全可靠運行。本發明與已有技 術相對照，其效果是積極和明顯的，可有效解決體積大、維修不方便、抗震性差等技術問題。


圖1為本發明的核電站用乏燃料水池冷卻泵的結構示意圖；圖2為本發明的冷卻泵中軸承油封裝置的結構示意圖；圖3為本發明的軸承油封裝置中的擋油盤的結構示意圖；圖4為本發明的軸承油封裝置中的軸承端蓋的結構示意圖；圖5為本發明的冷卻泵中機械密封裝置的結構示意圖；圖6為圖5的K向視圖。
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1，本發明的核電站用乏燃料水池冷卻泵，為單級單吸的懸臂臥式，它包 括定子組件、轉子組件、軸承組件和軸封組件。定子組件包括一泵體1、一具有機械密封室 的泵蓋4及一泵體密封環2 ；轉子組件包括一泵軸9、一葉輪3、一葉輪螺母30及一軸套10 ； 軸承組件包括一軸承體15、軸承、一對軸承端蓋8及一軸承支架16 ；軸封組件包括軸承油封 裝置7和機械密封裝置5。其中泵體1為徑向剖分式的雙蝸殼結構，該泵體1的吸入口與吐出口垂直；泵體1中設 置有中間分隔板；泵蓋4連接在泵體1的前端和軸承體15的末端之間，並且泵蓋4與軸承體15之 間設有預聯接螺釘18，可有效減小安裝誤差，同時也方便泵組的安裝與拆卸；葉輪3通過葉輪螺母30連接在泵軸9的後端並位於泵體1的內腔中，該葉輪螺母 30的內腔設有鋼絲螺套，能有效防止泵在反轉情況下葉輪螺母30鬆動，保證了泵組運行的 可靠性和安全性；軸套10套裝在泵軸9的後部，該軸套10的前端外緣倒角；軸承體15的中部和前端分別設有一軸承槽； 軸承包括一圓柱滾子軸承11及一對角接觸球軸承12 ；圓柱滾子軸承11設在泵軸 9的非驅動端上並安裝在軸承體15的中部軸承槽中，一對角接觸球軸承12背靠背布置地設 在泵軸9的驅動端上並安裝在軸承體15的前端軸承槽中；一對軸承端蓋8分別位於圓柱滾子軸承11的內側及角接觸球軸承12的外側並分 別固定在前端軸承槽的前端面上及中部軸承槽的後端面上；圓柱滾子軸承11與所述軸承端蓋8之間及角接觸球軸承12與軸承端蓋8之間分 別設置一擋油盤70 ；軸承油封裝置7為迷宮式密封結構並由擋油盤70、軸承端蓋8及0形密封圈6構 成(見圖2至圖4)，其中擋油盤70包括套筒71及在該套筒71的內側段外周面上徑向延伸的擋盤72，該擋
6盤72的邊緣向外側以與其軸線的夾角α為14° 16°的方式彎折一邊罩73，擋油盤70 通過緊定螺釘固定在泵軸9上並靠近一圓柱滾子軸承11和一對角接觸球軸承12 ；0形密封圈6設置在擋油盤70的套筒71內表面與泵軸9之間；軸承端蓋8包括外蓋81及在該外蓋81的內緣端面上向著軸承側軸向延伸的內環 82，該內環82的自由端徑向延伸一凸緣83，軸承端蓋8的內腔面上設有兩道迷宮式密封槽 84 ；軸承端蓋8的內環82套在擋油盤70的套筒71外，以使迷宮式密封槽84對著擋油盤70 的套筒71 ；軸承端蓋8的內徑與擋油盤70上的套筒71外徑為間隙配合，它們之間的間隙δ 為 0. 204 0. 296mm ；軸承端蓋8上的凸緣83與擋油盤70上的邊罩73為間隙配合，以使擋油盤70上 的邊罩73套在軸承端蓋8的凸緣83外；軸承端蓋8上的凸緣83的後端面與擋油盤70上 的擋盤72的前端面之間的間隙L為1 1. 5mm ；軸承端蓋8上的凸緣83的外表面為一圓錐面，擋油盤70上的邊罩73的內表面為 與該凸緣83的外表面的錐度適配的圓錐面；擋油盤70和一對角接觸球軸承12之間還可設有鎖緊螺母13和墊圈14。在泵運轉過程中產生的向心力，使軸承潤滑油產生軸向流動時，由於擋油盤70的 內腔面與泵軸9之間設有0形密封圈6，因此潤滑油不能從擋油盤70與泵軸9之間的縫隙 處滲漏，並首先受到擋油盤70的擋盤72的阻擋，在擋盤72的離心力的作用下，迫使潤滑油 改變原軸向流動的方向，很快被甩向擋盤72的四周，可將潤滑油很好的保持在軸承體15與 軸承端蓋8間的空間內，再依靠油位高差及旋轉作用使潤滑油回到軸承的腔內並冷卻，形 成一道循環，可保證軸承潤滑的穩定性及可靠性。一部分在擋盤72外側的潤滑油產生軸向 流動而漏出軸承端蓋8的趨勢，經過軸承端蓋8與擋油盤70形成的迷宮式曲折迂迴間隙， 由於多路多重阻擋、減壓，洩漏量得到有效抑制，洩漏量極小，有效保證了軸承的正常使用。 而外來的灰塵等雜物同樣要經過通過軸承端蓋8上的迷宮式密封槽84的多重阻擋，從而阻 止了灰塵等雜物進入軸承端蓋8的趨勢。機械密封裝置5為集裝式機械密封設置(見圖5和圖6)，它安裝在泵軸9上並位 於泵蓋4的機械密封室中，能可靠防止介質外洩，拆裝方便，減少了維修工作量。該機械密 封裝置5包括一機封軸套51、一機封壓蓋52、一靜環53、一動環座54、一動環55、若干彈簧 56及一固定座58。其中機封軸套51固定地套在泵軸9上，並且機封軸套51的後部套在軸套10的前部， 該機封軸套51和軸套10之間設有0形密封圈90，該機封軸套51的後端部外表面上徑向 延伸一凸環511，該機封軸套51的前部外表面上設有一環槽，在該環槽中卡裝一組裝板57 ； 機封壓蓋52套在機封軸套51上並通過螺柱41和螺母42固定在泵蓋4上，機封壓蓋52的 前端面抵靠在組裝板57的後端面上；靜環53安裝在機封壓蓋52的內腔；動環座M通過 緊頂螺釘60固定地套在機封軸套51上抵靠在凸環511的前端面上，該動環座M的內腔呈 後小前大的一級階梯形圓柱面，並在臺階面上均布開設若干盲孔；動環55安裝在動環座M 的前部內腔中並可軸向移動地套在機封軸套51上；若干彈簧56 —一放置在動環座M的盲 孔中，該若干彈簧56的前端連接在動環55的後端面上，以使動環55的前端面與靜環53的 後端面適度貼合；固定座58套在機封軸套51的前部並通過螺栓580將固定座58、機封軸套51和泵軸9固定在一起。機封軸套51的中部內表面和泵軸9的外表面之間設有0形密封圈91，可以防止泵 內的液體通過機封軸套51與泵軸9之間的間隙洩漏出去；機封壓蓋52的後端面和泵蓋4的前端面之間設有0形密封圈92，可以防止泵內的 液體通過機封壓蓋52與泵蓋4之間的間隙洩漏出去；靜環53的外表面和機封壓蓋52的內表面之間設有0形密封圈93，可以防止泵內 的液體通過靜環53與機封壓蓋52之間的間隙洩漏出去。機械密封裝置5的工作原理是在泵運轉過程中，在泵蓋4的機械密封室和機封壓 蓋52構成的腔內50會形成充滿具有一定壓力輸送介質，由於動環55受壓力的兩端面面積 不等，會形成朝向靜環53方向的壓緊力，使動、靜環55、53之間形成的接觸面適度貼合，如 此使該接觸面之間維持一層極薄的液體膜從而達到密封的目的。機封壓蓋52上徑向開設一引漏孔520(D)，若有泵內的液體微量洩漏時能通過該 引漏孔520回收，保證機組運行的安全性和可靠性。機封壓蓋52上還徑向開設有衝洗液入 口 FI、急冷液入口 QI及急冷液出口 DO。泵蓋4上開設一連通到泵蓋4的機械密封室的衝洗孔40，可以直接對動、靜環55、 53之間形成的接觸面進行衝洗。比用外接衝洗管路，具有結構簡單、安全可靠等優點。軸承體15的外表面上均布設有若干散熱筋板17。增加了軸承體15與空氣的熱交 換面積，提高了軸承體15強度和剛性，確保泵在運行中的機械性能。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
1.一種核電站用乏燃料水池冷卻泵，為單級單吸的懸臂臥式，它包括定子組件、轉子組 件、軸承組件和軸封組件，所述定子組件包括一泵體、一具有機械密封室的泵蓋及一泵體密 封環；所述轉子組件包括一泵軸、一葉輪、一葉輪螺母及一軸套；所述軸承組件包括一軸承 體、軸承、一對軸承端蓋及一軸承支架；所述軸封組件包括軸承油封裝置和機械密封裝置， 其特徵在於，所述泵體為徑向剖分式的雙蝸殼結構，該泵體的吸入口與吐出口垂直設置；所述泵蓋連接在所述泵體的前端和所述軸承體的後端之間，並且所述泵蓋與所述軸承 體之間設有預聯接螺釘；所述葉輪通過所述葉輪螺母連接在所述泵軸的後端並位於所述泵體的內腔中，該葉輪 螺母的內腔設有鋼絲螺套；所述軸套套裝在所述泵軸的前部，該軸套的前端外緣倒角；所述軸承體的中部和前端分別設有一軸承槽；所述軸承包括一設在所述泵軸的非驅動端上並位於所述軸承體的中部軸承槽中的圓 柱滾子軸承及一對背靠背布置地設在所述泵軸的驅動端上並位於所述軸承體的前端軸承 槽中的角接觸球軸承；所述一對軸承端蓋分別位於所述圓柱滾子軸承的內側及所述角接觸球軸承的外側並 分別固定在所述前端軸承槽的前端面上及所述中部軸承槽的後端面上；所述圓柱滾子軸承與所述軸承端蓋之間及所述角接觸球軸承與所述軸承端蓋之間分 別設置一擋油盤；所述軸承油封裝置為迷宮式密封結構並由所述軸承端蓋、所述擋油盤及0形密封圈構成；所述機械密封裝置為集裝式機械密封設置，它安裝在所述泵軸上並位於所述泵蓋的機 械密封室中。
2.根據權利要求1所述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其特徵在於，所述機械密封裝 置包括一機封軸套、一機封壓蓋、一靜環、一動環座、一動環、若干彈簧及一固定座；所述機 封軸套固定地套在所述泵軸上並且所述機封軸套的後部套在所述軸套的前部，該機封軸套 的後端部外表面上徑向延伸一凸環，該機封軸套的前部外表面上設有一環槽，在該環槽中 卡裝一組裝板；所述機封壓蓋套在所述機封軸套上並固定在所述泵蓋上，該機封壓蓋的前 端面抵靠在所述組裝板的後端面上；所述靜環安裝在所述機封壓蓋的內腔；所述動環座固 定地套在所述機封軸套上抵靠在所述凸環的前端面上，該動環座的內腔呈後小前大的一級 階梯形圓柱面，並在臺階面上均布開設若干盲孔；所述動環安裝在所述動環座的前部內腔 中並可軸向移動地套在所述機封軸套上；所述若干彈簧一一放置在所述動環座的盲孔中， 該若干彈簧的前端連接在所述動環的後端面上，以使所述動環的前端面與所述靜環的後端 面貼合；所述固定座套在所述機封軸套的前部並通過螺栓將固定座、所述機封軸套和所述 泵軸固定在一起。
3.根據權利要求2所述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其特徵在於，所述靜環的外表 面和所述機封壓蓋的內表面之間、所述機封軸套的內表面和所述泵軸的外表面之間、所述 機封壓蓋的後端面和所述泵蓋的前端面之間分別設有一 0形密封圈。
4.根據權利要求2所述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其特徵在於，所述機封壓蓋上設有一引漏孔。
5.根據權利要求1所述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其特徵在於，所述擋油盤包括 套筒及在該套筒的內側段的外表面上徑向延伸的擋盤，該擋盤的邊緣向外側以與其軸線的 夾角為14° 16°的方式彎折一邊罩，所述擋油盤固定在所述泵軸上並靠近所述軸承；所述軸承端蓋包括外蓋及在該外蓋的內緣端面上向著軸承側軸向延伸的內環，該內環 的自由端徑向延伸一凸緣，所述軸承端蓋的內腔面上設有若干迷宮式密封槽，所述軸承端 蓋的內環套在所述擋油盤的套筒上，以使所述迷宮式密封槽對著所述擋油盤的套筒；所述0形密封圈設在所述擋油盤的套筒內表面與所述泵軸之間；所述軸承端蓋的內徑與所述擋油盤上的套筒外徑為間隙配合；所述軸承端蓋上的凸緣與所述擋油盤上的邊罩為間隙配合，以使所述擋油盤上的邊罩 套在軸承端蓋的凸緣外。
6.根據權利要求5所述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其特徵在於，所述軸承端蓋的 內徑與所述擋油盤上的套筒外徑之間的間隙為0. 204 0. 296mm ；所述軸承端蓋上的凸緣 的後端面與所述擋油盤上的擋盤的前端面之間的間隙為1 1. 5mm。
7.根據權利要求5所述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其特徵在於，所述軸承端蓋上 的凸緣的外表面為一圓錐面，所述擋油盤上的邊罩的內表面為與該凸緣的外表面的錐度適 配的圓錐面。
8.根據權利要求5所述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其特徵在於，所述擋油盤和所 述一對角接觸球軸承之間還可設有鎖緊螺母和墊圈。
9.根據權利要求1所述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其特徵在於，所述泵蓋上開設 一連通到所述泵蓋的機械密封室的衝洗孔。
10.根據權利要求1所述的核電站用乏燃料水池冷卻泵，其特徵在於，所述軸承體的外 表面上均布設有若干散熱筋板。
全文摘要
本發明公開了一種維修方便、抗震性好的核電站用乏燃料水池冷卻泵，為單級單吸的懸臂臥式，它包括一泵體、一具有機械密封室的泵蓋、一泵軸、一葉輪、一葉輪螺母、一軸套、一軸承體、一圓柱滾子軸承、一對角接觸球軸承；軸封組件包括軸承油封裝置和機械密封裝置。泵體為徑向剖分式的雙蝸殼結構，該泵體的吸入口與吐出口垂直設置；泵蓋連接在泵體的前端和軸承體的末端之間，並且泵蓋與軸承體之間設有預聯接螺釘；葉輪通過內腔設有鋼絲螺套的葉輪螺母連接；圓柱滾子軸承設在所述泵軸的非驅動端上；一對角接觸球軸承背靠背地設在所述泵軸的驅動端上；軸承油封裝置有兩套並均為迷宮式密封裝置；機械密封裝置為集裝式機械密封設置。
文檔編號F04D29/08GK102116320SQ20101061376
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者陸金琪 申請人:上海阿波羅機械股份有限公司