專利名稱：一種帶流體阻塞裝置的核主泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及流體機械，特別涉及一種帶流體阻塞裝置的核主泵。
背景技術：
核反應堆冷卻劑主循環(huán)泵(簡稱核主泵)是核電站的重要設備，被喻為反應堆冷卻系統(tǒng)的心臟，其主要功能是克服主冷卻劑的流動阻力、保證循環(huán)流量。世界上大部分壓水堆核電站采用軸封泵作為核主泵，軸封泵采用控制主冷卻劑泄漏量的方式來實現高壓密封和液膜潤滑，其機械密封是關鍵技術，機械密封組件是核主泵上最容易損壞的部件，稍有運行偏差即可造成泄漏量異常，甚至導致反應堆緊急停堆事件，威脅反應堆安全，也將導致巨大的經濟損失。根據對主泵工作情況調查，70%以上的故障來自機械密封。由于核主泵需要較長的傳動軸來傳遞扭矩，故對軸和軸承的精度要求比較高。但經過長時間工作后，葉輪與密封油室之間的密封會有失效現象，導致工作介質會泄漏進入密封油室內，破壞軸承和軸的精度，大大降低核主泵的工作效率，甚至會危及核主泵的可靠性運行。
發(fā)明內容為解決上述問題，本發(fā)明的采用帶有流體阻塞裝置的核主泵來解決密封問題。機械密封端面間存在著端面膜，保證機械密封端面膜的穩(wěn)定，是維持其密封效果的關鍵，要確保端面膜為穩(wěn)定膜，只需確保端面膜不發(fā)生相變或雖發(fā)生相變但不破壞端面的貼合即可。引入流體阻塞機械密封的原理，即可使長期影響生產的密封泄漏問題得到解決。實現上述目的所采用的技術方案是:機械密封之所以能夠起密封作用是由于機械密封端面間存在著端面膜，而端面膜的形態(tài)又決定了密封的效果。由于工況的不同，機械密封端面間存在著液相、氣液混相與氣相等三種型式的端面膜。端面膜存在著不同形態(tài)的原因是被密封液體接近飽和狀態(tài)時，出現沸騰或閃蒸，即發(fā)生相變。而端面膜一旦發(fā)生相變，膜的反壓力就會發(fā)生較大變化，從而導致端面貼合不穩(wěn)定。所以解決問題的關鍵是如何保證機械密封的端面膜為穩(wěn)定膜。很顯然，要確保端面膜為穩(wěn)定膜，只需確保端面膜不發(fā)生相變或雖發(fā)生相變但不破壞端面的貼
口 ο機械密封的作用是防止流體從其一端流向另一端，而產生流動的原因是機械密封的兩側存在壓差?，F在核主泵中流體介質流向大氣，原因是流體的壓力大于大氣壓。由以上分析可知，在現有的工況下，流體介質作為端面膜時，端面很容易被沖開。如果在流體介質的另一端施加壓力更大的流體介質，且該流體介質在現有的工況下較易被密封，這樣就實現了密封介質的轉化，使泄漏問題得到解決。事實上，很多進口泵所配置的機械密封就是這一原理，其特征在于采用動態(tài)平衡帶壓密封系統(tǒng)，所謂動態(tài)平衡就是機械密封端面所受到的正壓力始終保持在一定范圍內，不隨流體壓力的變化而變化。根據以上原理，采用一種帶流體阻塞裝置的核主泵，包括泵殼、葉輪、第一徑向軸承、內側密封、泵送環(huán)、第二徑向軸承、外側密封、調壓缸等主要結構，其特征是用調壓缸連接泵殼和泵送環(huán)；調壓缸包括冷卻器、補液閥、彈簧、活塞位置指示板、活塞桿、活塞；流體阻塞密封結構包括壓蓋、動環(huán)、密封圈、彈簧、彈簧盒、軸套、靜環(huán)、密封圈、壓蓋墊。本發(fā)明的有益效果是:減小泄漏損失，防止核泄漏產生重大事故，減少經濟損失，同時還可提高核主泵的揚程和效率，并且流體阻塞裝置還起著緩沖振動和沖擊的作用。本發(fā)明經用戶試用，反應效果良好，能有效地節(jié)省投資、節(jié)約能源。

圖1是本發(fā)明的一個實施例的帶流體阻塞裝置的核主泵結構示意圖。圖1中:1.泵殼，2.葉輪，3.第一徑向軸承，4.內側密封，5.泵送環(huán)，6.第二徑向軸承，7.外側密封，8.調壓缸。圖2是調壓缸的結構示意圖。圖2中:9.冷卻器，10.補液閥，11.彈簧，12.活塞位置指示板，13.活塞桿，14.活塞。圖3是流體阻塞密封結構示意圖。圖3中:15.壓蓋，16.動環(huán)，17.密封圈，18.彈簧，19.彈簧盒，20.軸套，21.靜環(huán)，
22.密封圈，23.壓蓋墊。
具體實施方式
圖1、圖2和圖3共同確定了本實施例中核主泵的結構形式。圖1是帶流體阻塞裝置的核主泵結構示意圖，包含流體阻塞裝置的整體性結構，包括泵殼(I)、葉輪(2)、第一徑向軸承(3)、內側密封(4)、泵送環(huán)(5)、第二徑向軸承￠)、外側密封(7)、調壓缸(8)等。圖2是調壓缸的結構示意圖，包括冷卻器(9)、補液閥(10)、彈簧(11)、活塞位置指示板(12)、活塞桿(13)、活塞(14)。圖3是流體阻塞密封結構示意圖，包括壓蓋(15)、動環(huán)(16)、密封圈(17)、彈簧(18)、彈簧盒(19)、軸套(20)、靜環(huán)(21)、密封圈(22)、壓蓋墊(23)。圖1和圖2中A、B、C代表密封液的流向。機械密封的作用是防止流體從其一端流向另一端，而產生流動的原因是機械密封的兩側存在壓差?，F在核主泵中流體介質流向大氣，原因是流體介質的壓力大于大氣壓。在現有的工況下，把該流體介質作為端面膜時，端面很容易被沖開。如果在該流體介質的另一端施加比該流體介質壓力更大的流體介質(一種合成白油)，且此流體介質在現有的工況下較易被密封，這樣就實現了密封介質的轉化，使泄漏問題得到解決。很多進口泵所配置的機械密封就是這一原理。即動態(tài)平衡帶壓密封系統(tǒng)，所謂動態(tài)平衡就是機械密封端面所受到的正壓力始終保持在一定范圍內，不隨流體介質壓力的變化而變化。調壓缸(8)的活塞(14)上部為一種合成白油，選擇合適的上下承壓面積以及合適剛度的彈簧(18)可保證合成白油比核主泵中流體介質高出0.1-0.2MPa的壓力。合成白油是一種具有較好綜合性能的潤滑油，這樣端面間流體膜的成分即為合成白油。在上述工況下，白油的飽和蒸氣壓遠小于端面正壓，可獲得穩(wěn)定的端面膜。調壓缸(8)活塞(14)下部為引壓側，核主泵中流體介質的動態(tài)壓力直接引至活塞
(14)下部，活塞(14)隨壓力的變化而上下運動，使上部流體(白油)的壓力隨核主泵中流體介質壓力的變化而同向變化， 形成動態(tài)密封。借助泵送環(huán)(5)的強制循環(huán)和熱虹吸的重力循環(huán)，造成對密封摩擦副的有效沖洗與散熱。同時裝有密封液冷卻器(9)，可以對密封液進行不間斷地冷卻。通過觀察活塞位置指示板(12)的位置，可以判斷密封是否處于正常狀態(tài)。由于白油的潤滑性能非常優(yōu)良，因而機械密封的使用壽命得到了很大提高。
權利要求1.一種帶流體阻塞裝置的核主泵，包括泵殼(I)、葉輪(2)、第一徑向軸承(3)、內側密封(4)、泵送環(huán)(5)、第二徑向軸承(6)、外側密封(7)、調壓缸(8)等主要結構，其特征是用調壓缸(8)連接泵殼(I)和泵送環(huán)(5)。
2.根據權利要求1所述的核主泵，帶有調壓缸(8)，調壓缸(8)包括冷卻器(9)、補液閥(10)、彈簧(11)、活塞位置指示板(12)、活塞桿(13)、活塞(14)。
3.根據權利要求1所述的核主泵，裝有流體阻塞密封結構，流體阻塞密封結構包括壓蓋(15)、動環(huán)(16)、密封圈(17)、彈簧(18)、彈簧盒(19)、軸套(20)、靜環(huán)(21)、密封圈(22)、壓蓋墊(23)。
專利摘要本實用新型涉及一種帶流體阻塞裝置的核主泵。該泵包括泵殼、葉輪、第一徑向軸承、內側密封、泵送環(huán)、第二徑向軸承、外側密封、調壓缸等主要結構，其特征是用調壓缸連接泵殼和泵送環(huán)；調壓缸包括冷卻器、補液閥、彈簧、活塞位置指示板、活塞桿、活塞；流體阻塞密封結構包括壓蓋、動環(huán)、密封圈、彈簧、彈簧盒、軸套、靜環(huán)、密封圈、壓蓋墊。采用這種結構的核主泵，減小了泄漏損失，防止核泄漏產生重大事故，同時還可提高核主泵的揚程和效率，并且流體阻塞裝置還起著緩沖振動和沖擊的作用。
文檔編號F04D29/00GK203009365SQ20122008389
公開日2013年6月19日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權日2012年3月8日
發(fā)明者付強, 朱榮生, 王秀禮, 蔣旭松 申請人:江蘇大學