一种核电用离心式余热排出泵轴向力平衡装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103277334A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103277334103277334A(43)申请公布日2013.09.04(21)申请号201310218404.3(22)申请日2013.06.04(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市学府路301号(72)发明人司乔瑞袁寿其张金凤裴吉冒杰云王文杰(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人卢亚丽(51)Int.Cl.F04D29/22(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图3页附图3页(54)发明名称一种核电用离心式余热排出泵轴向力平衡装置(57)摘要本发明公开了一种核电用离心式余热排出泵轴向力平衡装置，包括叶轮（1）、导叶（2）、泵盖（3）、轴套（4）、花键轴（5）、止动垫片（6）和叶轮螺母（7）。径向回流方式可以提高泵的效率，降低泵的临界汽蚀余量，并有效改善叶轮出口处的压力脉动情况。叶轮轮毂的“齿轮槽”设计能大大减少液流的泄漏，提高泵的效率。花键轴的强度大，叶轮的对中性好，从而有效控制泵的振动。特殊的止动垫片设计可以有效地消除叶轮螺母松动现象，并可以通过改变平衡孔的面积和数量，达到调节轴向力至最小的目的。CN103277334ACN103274ACN103277334A权利要求书1/1页1.一种核电用离心式余热排出泵轴向力平衡装置，包括叶轮（1）、导叶（2）、泵盖（3）、轴套（4）、花键轴（5）、止动垫片（6）和叶轮螺母（7），其特征在于，叶轮（1）与泵盖（3）形成前、后泵腔；花键轴（5）与叶轮轮毂（8）之间形成轴向回流通道（10）；所示止动垫片（6）设有径向回流孔；轴套（4）设有导流孔；后泵腔、轴套（4）的导流孔、轴向回流通道（10）以及止动垫片（6）上的径向回流孔形成径向回流通道，平衡泵的轴向力。2.根据权利要求1所述的一种核电用离心式余热排出泵轴向力平衡装置，其特征在于，所述叶轮轮毂（8）的边缘为齿形槽状，齿轮槽（11）周向均匀分布在叶轮轮毂（8）的圆周上。3.根据权利要求1所述的一种核电用离心式余热排出泵轴向力平衡装置，其特征在于，所述叶轮轮毂（8）和花键轴（5）花键连接，且叶轮（1）轮毂键槽深度大于花键轴（5）的键的长度，形成轴向回流通道（10）。4.根据权利要求1所述的一种核电用离心式余热排出泵轴向力平衡装置，其特征在于，所的止动垫片（6）设置在叶轮螺母（7）与叶轮（1）之间。2CN103277334A说明书1/3页一种核电用离心式余热排出泵轴向力平衡装置技术领域[0001]本发明是一种叶轮与轴的配合结构装置，适用于水力机械离心式叶轮的轴向力平衡，特指核电用离心式余热排出泵的一种径向回流方式轴向力平衡装置。背景技术[0002]百万千瓦级核电用余热排出泵属于核二级泵，是核电站一回路的余热排出系统RRA的重要组成部分。其是排除反应堆余热，是最关键的核动力设备之一。由于余热占电站总热功率的2％～3％，余热排出泵的水力部件设计开发，已成为业内公认的制约其国产化的最大难题。传统的余热排出泵的结构形式为卧式、单级、单吸、后开门式离心泵，中心线支承。泵采用水平吸入、垂直向上吐出结构，转子为悬臂结构。叶轮外设置径向导叶，使液体均匀进入环形压出室，以消除平衡径向力。设置叶轮前后口环，并在叶轮上开设平衡孔来调整轴向力的大小，使泵轴平常处于较小的受拉冲状态。[0003]由于核电用泵要求较高，相关文件规定此型泵在最小流量到最大流量范围内均稳定运行而不受流量变化的影响，且在规定的任何工况下均不发生汽蚀。如图4所示，采用传统的泵轴向力平衡装置，即在叶轮上开设平衡孔时，通过叶轮平衡孔液体的回流方向与叶轮来流方向相反，破坏了正常的流动状态，造成叶轮进口处液流紊乱，可能会导致泵的效率和抗空化性能下降，并形成异常振动与噪声。因此，研究新型的适合核电用余热排出泵的轴向力平衡装置是实现此种泵国产化所必须解决的问题。[0004]经检索，关于平衡离心式余热排出泵轴向力时，本发明所采用的齿状叶轮轮毂——径向回流平衡轴向力及提高效率装置没有相关报道。发明内容[0005]本发明的目的是为核电用离心式余热排出泵提供一种新型轴向力平衡装置，解决采用泵的传统平衡孔回流装置时存在的降低效率、降低空化性能及产生振动噪声等问题，从而完成余热排出泵的安全稳定及高效运行。[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括叶轮、导叶、泵盖、轴套、花键轴、止动垫片、叶轮螺母。叶轮与泵盖形成前、后泵腔，叶轮轮毂与花键轴花键连接，轴套和叶轮螺母对叶轮轮毂进行轴向定位，叶轮轮毂键槽深度大于花键轴键的高度，在叶轮轮毂中形成轴向回流通道，止动垫片上开有径向回流孔。轴套的导流孔、轴向回流通道、花键轴与轴