一種核電用離心式余熱排出泵回流裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種核電用離心式余熱排出泵回流裝置，通過在前蓋(1)上開設的回流孔一(2)和在泵體(3)上開設的回流孔二(8)與回流管路(9)形成回流的方式，解決因采用傳統(tǒng)葉輪平衡孔液體的回流方向與葉輪來流方向相反而造成的葉輪進口處水流紊亂情況,從而提高泵的效率，降低泵的臨界汽蝕余量，并有效改善葉輪出口處的壓力脈動情況，同時可以通過改變開設的回流孔的位置、大小和數(shù)量，達到提高性能的最佳效果。
【專利說明】—種核電用離心式余熱排出泵回流裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種核電用離心式余熱排出泵，具體涉及一種回流裝置。
【背景技術】
[0002]百萬千瓦級核電用余熱排出泵屬核二級泵，是核電站一回路的余熱排出系統(tǒng)RRA的重要組成部分。其功能是排除反應堆余熱，是最關鍵的核動力設備之一。由于余熱占電站總熱功率的2?3%，余熱排出泵的水力部件設計開發(fā)已成為業(yè)內(nèi)公認的制約其國產(chǎn)化的最大難題。傳統(tǒng)的余熱排出泵的結構形式為臥式、單級、單吸、后開門式離心泵，中心線支承。泵采用水平吸入、垂直向上吐出結構，轉(zhuǎn)子為懸臂結構。葉輪外設置徑向?qū)~，使液體均勻進入環(huán)形壓出室，以消除平衡徑向力。設置葉輪前后口環(huán)，并在葉輪上開設平衡孔來調(diào)整軸向力的大小，使泵軸平常處于較小的受拉伸狀態(tài)。由于核電用泵要求較高，相關文件規(guī)定此型泵在最小流量到最大流量范圍內(nèi)均穩(wěn)定運行而不受流量變化的影響，且在規(guī)定的任何工況下均不發(fā)生汽蝕。通常采用泵的傳統(tǒng)的軸向力平衡裝置，即在葉輪上開設平衡孔時，通過葉輪平衡孔液體的回流方向與葉輪來流方向相反，破壞了正常的流動狀態(tài)，造成葉輪進口處水流紊亂，降低泵的效率?；亓麂鰷u會誘導產(chǎn)生振動和噪聲，并引發(fā)漩渦汽蝕，破換過流部件，降低泵的壽命。要解決這些問題，應該要對離心泵的進口回流進行控制。因此，研究新型的適合核電用余熱排出泵的回流裝置是實現(xiàn)此種泵國產(chǎn)化所必須解決的問題之一。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種核電用離心式余熱排出泵回流裝置，提高余熱排出泵的安全穩(wěn)定性和運行效率。
[0004]本實用新型通過在前蓋和泵體上開設回流孔，解決因采用傳統(tǒng)葉輪平衡孔液體的回流方向與葉輪來流方向相反而造成的葉輪進口處水流紊亂問題。本實用新型采用的具體技術方案如下:
[0005]一種核電用離心式余熱排出泵回流裝置，包括前蓋(I)、泵體(3)、導葉(4)、葉輪
(5)、葉輪螺母(6)、葉輪后口環(huán)(7)、回流管路(9)、軸承架(10)、軸(11)、葉輪前口環(huán)(12)；其中前蓋⑴、泵體(3)、導葉(4)、葉輪前口環(huán)(12)、軸承架(10)沿軸向依次布置，前蓋⑴與泵體⑶固定連接，泵體⑶與導葉⑷固定連接，前蓋⑴與導葉⑷端口連接，泵體⑶與軸承架(10)固定連接；葉輪螺母(6)與葉輪(5)依次固接在軸(11)上，并可相對于前蓋(I)、泵體(3)、導葉(4)、軸承架(10)沿周向轉(zhuǎn)動；葉輪(5)出口中心線的位置與導葉⑷流道中截面對應，葉輪前口環(huán)(12)與前蓋⑴固定連接，葉輪前口環(huán)(12)與葉輪(5)采用間隙配合，葉輪(5)與泵體(3)通過葉輪后口環(huán)(7)間隙配合；其特征在于，在泵體(3)的葉輪后口環(huán)(7)與軸(11)之間位置上周向均勻開設5-8個回流孔二⑶；在前蓋⑴的進口管截面上沿周向均勻開設回流孔一(2)，且大小、數(shù)量與回流孔二(8)相同，回流孔一
(2)、回流孔二(8)分別與回流管路(9)兩端固定連接，并通過回流管路(9)形成回流裝置；流體從葉輪出口流出，經(jīng)過葉輪后口環(huán)(7)與泵體(3)的間隙，流經(jīng)回流孔二(8)、回流管路(9)和回流孔一(2)回到葉輪進口。
[0006]所述開設回流孔一⑵的管截面在軸向上距離葉輪進口邊的距離為0.8-1.2倍葉輪進口直徑長度。
[0007]所述回流孔二(8)的中心線所圍成的圓的直徑為葉輪前口環(huán)(12)所在直徑的
0.55-0.65 倍。
[0008]所述回流孔二⑶與回流孔一⑵徑向?qū)?，如圖3所示。
[0009]所述的回流孔一(2)、回流孔二⑶的總面積為葉輪后口環(huán)(7)與泵體(3)間隙面積的6-9倍。
[0010]本實用新型的工作過程為:核電用離心式余熱排出泵的葉輪在電機帶動下旋轉(zhuǎn)做功，將電機的機械能轉(zhuǎn)化為液體的壓能及速度能，大部分高壓液體流出葉輪進入導葉、蝸殼及出口管路，一小部分液體進入葉輪與泵體形成的前后腔體內(nèi)，尤其是經(jīng)過葉輪后口環(huán)，進入后腔回流孔，在葉輪前后壓差作用下，被壓入回流管路返回到進口管上的回流孔，形成回流，該回流不直接進入葉輪，不會擾亂葉輪內(nèi)流場分布，而且該回流壓力相對較高，可以改善葉輪進口的汽蝕性能。
[0011]本實用新型的優(yōu)點在于:通過在前蓋與泵體上開設回流孔的回流方式，該回流出流方向與葉輪內(nèi)流動方向一致，可以有效改善因采用傳統(tǒng)葉輪平衡孔液體的回流方向與葉輪來流方向相反而造成的葉輪進口處水流紊亂情況。從而提高泵的效率，降低泵的臨界汽蝕余量，并有效改善葉輪出口處的壓力脈動情況。同時可以通過改變開設的回流孔的位置、大小和數(shù)量，達到提高性能的最佳效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1:本實用新型`采用開設回流孔形成的回流裝置示意圖
[0013]圖2:回流孔處栗體與管路連接不意圖
[0014]圖3:回流孔在葉輪中心軸面上的軸面投影示意圖
[0015]圖4:采用本實用新型設計的余熱排出泵回流方式示意圖
[0016]圖中:1.前蓋，2.回流孔一，3.泵體，4.導葉，5.葉輪，6.葉輪螺母，7.葉輪后口環(huán)，8.回流孔二，9.回流管路，10.軸承架，11.軸，12.葉輪前口環(huán)。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
[0018]本實用新型設計的余熱排出泵回流裝置，如圖1所示，在前蓋1、泵體3上分別周向均勻開設5個回流孔一 2、5個回流孔二 8，分別與回流管路9兩端固定連接，如圖2所示。回流孔面積為葉輪后口環(huán)7與泵體3間隙面積的6倍，5個回流孔一 2所在管截面軸向距葉輪進口邊0.8倍葉輪進口直徑的距離，5個回流孔二 8中心線的直徑為0.55倍葉輪前口環(huán)12的內(nèi)直徑。回流孔一 2、回流孔二 8均從垂直中心線開始布置，且以同等角度β周向旋轉(zhuǎn)分布，O 二?2。。液流從葉輪5出口進入后泵腔，通過泵體上的回流孔二 8流經(jīng)回流管路9到達前蓋I的回流孔一 2，再與進口水流混合進入葉輪，如圖4所示。
[0019]實施例2
[0020]在前蓋1、泵體3上分別周向均勻開設8個回流孔回流孔一 2、回流孔二 8，分別與回流管路9兩端固定連接，如圖2所示?；亓骺酌娣e為葉輪后口環(huán)7與泵體3間隙面積的9倍，8個回流孔一 2所在管截面軸向距葉輪進口邊1.2倍葉輪進口直徑的距離，8個回流孔二 8中心線的直徑為0.65倍葉輪前口環(huán)12的內(nèi)直徑。回流孔一 2、回流孔二 8均從垂直中心線開始布置，且以同等角度〃周向旋轉(zhuǎn)分布，〃=45°。液流從葉輪5出口進入后泵腔，通過泵體上的回流孔二 8流經(jīng)回流管路9到達前蓋I的回流孔一 2，再與進口水流混合進入葉輪，如圖4所示。
[0021]實施例3
[0022]在前蓋1、泵體3上分別周向均勻開設6個回流孔一 2、回流孔二 8，分別與回流管路9兩端固定連接，如圖2所示?；亓骺酌娣e為葉輪后口環(huán)7與泵體3間隙面積的7倍，6個回流孔一 2所在管截面軸向距葉輪進口邊1.0倍葉輪進口直徑的距離，6個回流孔二 8中心線的直徑為0.6倍葉輪前口環(huán)12的內(nèi)直徑?；亓骺滓?2、回流孔二 8均從垂直中心線開始布置，且以同等角度β周向旋轉(zhuǎn)分布，〃=60°，如圖3所示。液流從葉輪5出口進入后泵腔，通過泵體上的回流孔二 8流經(jīng)回流管路9到達前蓋I的回流孔一 2，再與進口水流混合進入葉輪，如圖4所示。
【權利要求】
1.一種核電用離心式余熱排出泵回流裝置，包括前蓋(I)、泵體(3)、導葉(4)、葉輪(5)、葉輪螺母(6)、葉輪后口環(huán)(7)、回流管路(9)、軸承架(10)、軸(11)、葉輪前口環(huán)(12)；其中前蓋⑴、泵體(3)、導葉(4)、葉輪前口環(huán)(12)、軸承架(10)沿軸向依次布置，前蓋⑴與泵體⑶固定連接，泵體⑶與導葉⑷固定連接，前蓋⑴與導葉⑷端口連接，泵體⑶與軸承架(10)固定連接；葉輪螺母(6)與葉輪(5)依次固接在軸(11)上，并可相對于前蓋(I)、泵體(3)、導葉(4)、軸承架(10)沿周向轉(zhuǎn)動；葉輪(5)出口中心線的位置與導葉⑷流道中截面對應，葉輪前口環(huán)(12)與前蓋(I)固定連接，葉輪前口環(huán)(12)與葉輪(5)采用間隙配合，葉輪(5)與泵體(3)通過葉輪后口環(huán)(7)間隙配合；其特征在于，在泵體(3)的葉輪后口環(huán)(7)與軸(11)之間位置上周向均勻開設5-8個回流孔二⑶；在前蓋⑴的進口管截面上沿周向均勻開設回流孔一(2)，且大小、數(shù)量與回流孔二(8)相同，回流孔一(2)、回流孔二(8)分別與回流管路(9)兩端固定連接，并通過回流管路(9)形成回流裝置；流體從葉輪出口流出，經(jīng)過葉輪后口環(huán)(7)與泵體(3)的間隙，流經(jīng)回流孔二(8)、回流管路(9)和回流孔一(2)回到葉輪進口。
2.根據(jù)權利要求1所述的核電用離心式余熱排出泵回流裝置，其特征在于，所述開設回流孔一(2)的管截面在軸向上距離葉輪進口邊的距離為0.8-1.2倍葉輪進口直徑長度。
3.根據(jù)權利要求1所述的核電用離心式余熱排出泵回流裝置，其特征在于，所述回流孔二(8)的中心線所圍成的圓的直徑為葉輪前口環(huán)(12)所在直徑的0.55-0.65倍。
4.根據(jù)權利要求1所述的核電用離心式余熱排出泵回流裝置，其特征在于，所述回流孔二⑶與回流孔一⑵徑向?qū)?br> 5.根據(jù)權利要求1所述的核電用離心式余熱排出泵回流裝置，其特征在于，所述的回流孔一(2)、回流孔二(8)的總面積為葉輪后口環(huán)(7)與泵體(3)間隙面積的6-9倍。
【文檔編號】F04D29/44GK203404136SQ201320362458
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月24日 優(yōu)先權日:2013年6月24日
【發(fā)明者】張金鳳, 張云蕾, 袁壽其, 袁建平, 王文杰, 冒杰云 申請人:江蘇大學