一种核电站用的上充泵的转子部件

摘要

本发明公开了一种核电站用的上充泵的转子部件，包括转轴及套装在转轴上的叶轮、中间轴套、前轴套、推力盘及定位套，后轴承套、所述叶轮由十二级叶轮构成。所述十二级叶轮包括首级叶轮、二至四级叶轮及五至十二级叶轮，前四级叶轮的进水口指向所述上充泵的驱动端，后八级叶轮与前四级叶轮背对背布置；所述中间轴套设在所述第四级叶轮与所述第五级叶轮之间；所述前轴套、推力盘及定位套依次设在所述首级叶轮的前方；所述后轴承套设在所述第十二级叶轮的后部。

权利要求

1.一种核电站用的上充泵的转子部件，包括转轴及套装在转轴上的叶轮、中间轴套、前轴套、推力盘及定位套，后轴承套、所述叶轮由十二级叶轮构成，其特征在于，所述十二级叶轮包括首级叶轮、二至四级叶轮及五至十二级叶轮，前四级叶轮的进水口指向所述上充泵的驱动端，后八级叶轮与前四级叶轮背对背布置；

所述中间轴套设在所述第四级叶轮与所述第五级叶轮之间；

所述前轴套、推力盘及定位套依次设在所述首级叶轮的前方；

所述后轴承套设在所述第十二级叶轮的后部，

所述首级叶轮、二至四级叶轮及五至十二级叶轮分别包括轮毂、前、后盖板及若干叶片，所述轮毂与所述后盖板连接，所述若干叶片分别均布地连接在前、后盖板之间，所述前、后盖板的直径相等；所述首级叶轮的进口直径与出口宽度及出口直径之比为11～

14∶1∶5.5～7.5；所述二至四级叶轮的进口直径与出口宽度及出口直径之比为18.5～

20.5∶1∶8.5～10.5；所述五至十二级叶轮的进口直径与出口宽度及出口直径之比为

19.5～21.5∶1∶9.5～11.5。

2.根据权利要求1所述的核电站用的上充泵的转子部件，其特征在于，所述首级叶轮的轮毂长度短于所述二至四级叶轮的轮毂长度及所述五至十二级叶轮的轮毂长度。

3.根据权利要求1所述的核电站用的上充泵的转子部件，其特征在于，所述首级叶轮和的叶片数量和所述二至四级叶轮的叶片数量均为五片，所述五至十二级叶轮的叶片数量为三片。

4.根据权利要求1所述的核电站用的上充泵的转子部件，其特征在于，所述十二级叶轮分别通过卡环和传动键安装在所述转轴上。

5.根据权利要求1所述的核电站用的上充泵的转子部件，其特征在于，所述前轴套、推力盘及定位套通过锁紧螺母固定在所述转轴上；所述后轴承套通过锁紧螺母固定在所述转轴上。

说明书

一种核电站用的上充泵的转子部件

技术领域

[0001] 本发明涉及一种核电站用上充泵，具体涉及一种核电站用的上充泵的转子部件。

背景技术

[0002] 上充泵是化学和容积控制系统(RCV)的重要组成部分，该上充泵的主要功能如下：

[0003] 1)给反应堆冷却剂系统提供上充水流，从而维持稳压器中正常液位；

[0004] 2)给三台反应堆冷却剂泵的一号密封提供冷却水，此水流也起到防止高温冷却剂通过密封泄漏的作用；

[0005] 3)用作安全注入泵，防止失水事件(LOCA)中堆芯的裸露。

[0006] 目前在核电站中使用的上充泵通常为卧式、双壳体的多级离心泵。该种多级离心泵高速运转时会产生较大的轴向力，另外根据核电站系统要求，上充泵水力性能要求的工况点有五个，流量范围跨度大，加上泵的总压头很高，且工作流量很小，还有上充泵属于离心泵中的低比转速泵，叶轮、导叶的流道狭窄，导致水力部件设计非常困难，另外，上充泵要求在多个流量工况点都能工作，其跨度范围大大超出一般离心泵的范围，尤其是小流量要求无不稳定区(无驼峰)，因此需要研制一种能满足上充泵五个工况点特殊性能的要求的转子部件。

发明内容

[0007] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种核电站用的上充泵的转子部件，它能够满足上充泵五个工况点特殊性能的要求，避免了平衡机构的设置，绝不会发生轴向力平衡机构咬合而使转轴断裂的事故。

[0008] 实现上述目的的技术方案是：一种核电站用的上充泵的转子部件，包括转轴及套装在转轴上的叶轮、中间轴套、前轴套、推力盘及定位套，后轴承套、所述叶轮由十二级叶轮构成，其中：

[0009] 所述十二级叶轮包括首级叶轮、二至四级叶轮及五至十二级叶轮，前四级叶轮的进水口指向所述上充泵的驱动端，后八级叶轮与前四级叶轮背对背布置；

[0010] 所述中间轴套设在所述第四级叶轮与所述第五级叶轮之间；

[0011] 所述前轴套、推力盘及定位套依次设在所述首级叶轮的前方；

[0012] 所述后轴承套设在所述第十二级叶轮的后部。

[0013] 上述的核电站用的上充泵的转子部件，其中，所述首级叶轮、二至四级叶轮及五至十二级叶轮分别包括轮毂、前、后盖板及若干叶片，所述轮毂与所述后盖板连接，所述若干叶片分别均布地连接在前、后盖板之间，所述前、后盖板的直径相等；所述首级叶轮的进口直径与出口宽度及出口直径之比为11～14∶1∶5.5～7.5；所述二至四级叶轮的进口直径与出口宽度及出口直径之比为18.5～20.5∶1∶8.5～10.5；所述五至十二级叶轮的进口直径与出口宽度及出口直径之比为19.5～21.5∶1∶9.5～11.5。

[0014] 上述的核电站用的上充泵的转子部件，其中，所述首级叶轮的轮毂长度短于所述二至四级叶轮的轮毂长度及所述五至十二级叶轮的轮毂长度。

[0015] 上述的核电站用的上充泵的转子部件，其中，所述首级叶轮和的叶片数量和所述二至四级叶轮的叶片数量均为五片，所述五至十二级叶轮的叶片数量为三片。

[0016] 上述的核电站用的上充泵的转子部件，其中，所述十二级叶轮分别通过卡环和传动键安装在所述转轴上。

[0017] 上述的核电站用的上充泵的转子部件，其中，所述前轴套、推力盘及定位套通过锁紧螺母固定在所述转轴上；所述后轴承套通过锁紧螺母固定在所述转轴上。

[0018] 本发明的核电站用的上充泵的转子部件的技术方案，由十二级构成，分别为首级叶轮、二至四级叶轮、五至十二级叶轮并且将三种叶轮优化组合，能够满足上充泵五个工况点特殊性能的要求。前四级叶轮吸入口指向驱动端，后八级叶轮与前四级叶轮背对背布置，轴头端的压力为第四级叶轮出口的压力，残余轴向力由双面米契尔式的推力轴承承受，避免了平衡机构的设置，绝不会发生轴向力平衡机构咬合而使转轴断裂的事故。

附图说明

[0019] 图1为本发明的核电站用的上充泵的转子部件的结构示意图；

[0020] 图2a、图2b、图2c分别为本发明的核电站用的上充泵的转子部件中首级叶轮、二至四级叶轮、五至十二级叶轮的结构示意图。

具体实施方式

[0021] 为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明：

[0022] 请参阅图1，本发明的一种核电站用的上充泵的转子部件，包括转轴10及套装在转轴10上的叶轮、中间轴套4、前轴套5、推力盘6、定位套7、后轴承套8及锁紧螺母9，其中，

[0023] 叶轮由十二级叶轮构成，该十二级叶轮包括首级叶轮1、二至四级叶轮2、五至十二级叶轮3。前四级叶轮的进水口指向上充泵的驱动端，后八级叶轮与前四级叶轮背对背对称布置；

[0024] 十二级叶轮分别通过卡环101和传动键102安装在转轴10上；

[0025] 中间轴套4设在第四级叶轮2与第五级叶轮3之间；

[0026] 前轴套5、推力盘6及定位套7通过锁紧螺母9固定在转轴10上并设在首级叶轮1的前方；

[0027] 后轴承套8通过锁紧螺母9固定在转轴10上并设在第十二级叶轮3的后部。

[0028] 再请参阅图2a、图2b、图2c，首级叶轮1、二至四级叶轮2及五至十二级叶轮3分别包括轮毂11、21、31前盖板12、22、32、后盖板13、23、33及若干叶片14、24、34，其中，[0029] 轮毂11、21、31与后盖板13、23、33连接，若干叶片14、24、34分别均布地连接在前盖板12、22、32和后盖板13、23、33之间；

[0030] 前盖板12、22、32和后盖板13、23、33的直径相等；

[0031] 首级叶轮1的进口直径D11与出口宽度L1及出口直径D12之比为11～14∶1∶5.5～7.5；

[0032] 二至四级叶轮2的进口直径D21与出口宽度L2及出口直径D22之比为18.5～20.5∶1∶8.5～10.5；

[0033] 五至十二级叶轮3的进口直径D31与出口宽度L3及出口直径D32之比为19.5～21.5∶1∶9.5～11.5；

[0034] 首级叶轮1的轮毂11的长度短于二至四级叶轮2的轮毂21的长度及五至十二级叶轮3的轮毂31的长度；

[0035] 首级叶轮1和的叶片14数量和二至四级叶轮2的叶片24数量均为五片，五至十二级叶轮3的叶片34数量为三片。

[0036] 叶轮结构的参数设计，由于水力的因素，叶轮的进口直径、出口宽度及出口直径根据水力的因素变化而变化，为了满足大流量工况的要求，将首级叶轮的出口宽度适当加宽，并且首级叶轮兼顾了上充泵的抗汽蚀性能要求，五至十二级叶轮兼顾了上充泵的流量-扬程曲线陡降特性。能显著提高上充泵的效率，降低能耗。

[0037] 每级叶轮都是整体铸造，由卡环101锁紧并用传动键102传递扭矩，防止在旋转时松动。键槽和轴肩的内、外端均设有圆角，以防止明显的应力集中。另外，叶轮与转轴采取间隙配合的方式，方便拆卸和装配，更重要的是在维修时方便对放射性物质进行清洗。转轴上开键槽时，充分考虑叶轮叶片的位置的均匀性，键槽均匀地分布在转轴上360°的范围内。

[0038] 转轴的临界转速计算第一阶临界转速比最大转速大25％以上，此速度完全偏离所有可预见激振频率(即50Hz)。所以，转轴是刚性的。

[0039] 由于上充泵的非驱动端的结构是封闭的，这种结构泵的轴向力与入口压力相关，所以总的轴向力分别是由作用在叶轮上的、泵入口压引起的、中间及端部轴承引起的三部分轴向力合成。该上充泵叶轮组合的方式是驱动端四级与非驱动端八级背靠背布置，三种进口尺寸不同的叶轮巧妙的组合。通过计算作用在叶轮上的轴向合力的方向指向驱动端，由驱动端的推力轴承承受，避免了平衡机构的设置，绝不会发生轴向力平衡机构咬合而使转轴断裂的事故。

[0040] 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。