專利名稱：一種核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種核電站用上充泵，具體涉及一種核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件。
背景技術(shù)：
上充泵是化學(xué)和容積控制系統(tǒng)(RCV)的重要組成部分，該上充泵的主要功能如下I)給反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)提供上充水流，從而維持穩(wěn)壓器中正常液位；2)給三臺(tái)反應(yīng)堆冷卻劑泵的一號(hào)密封提供冷卻水，此水流也起到防止高溫冷卻劑通過密封泄漏的作用；3)用作安全注入泵，防止失水事件(LOCA)中堆芯的裸露。目前在核電站中使用的上充泵通常為臥式、雙殼體的多級(jí)離心泵。該種多級(jí)離心泵高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的軸向力，另外根據(jù)核電站系統(tǒng)要求，上充泵水力性能要求的工況點(diǎn)有五個(gè)，流量范圍跨度大，加上泵的總壓頭很高，且工作流量很小，還有上充泵屬于離心泵中的低比轉(zhuǎn)速泵，葉輪、導(dǎo)葉的流道狹窄，導(dǎo)致水力部件設(shè)計(jì)非常困難，另外，上充泵要求在多個(gè)流量工況點(diǎn)都能工作，其跨度范圍大大超出一般離心泵的范圍，尤其是小流量要求無不穩(wěn)定區(qū)(無駝峰)，因此需要研制一種能滿足上充泵五個(gè)工況點(diǎn)特殊性能的要求的轉(zhuǎn)子部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件，它能夠滿足上充泵五個(gè)工況點(diǎn)特殊性能的要求，避免了平衡機(jī)構(gòu)的設(shè)置，絕不會(huì)發(fā)生軸向力平衡機(jī)構(gòu)咬合而使轉(zhuǎn)軸斷裂的事故。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件，包括轉(zhuǎn)軸及套裝在轉(zhuǎn)軸上的葉輪、中間軸套、前軸套、推力盤及定位套，后軸承套、所述葉輪由十二級(jí)葉輪構(gòu)成，其中所述十二級(jí)葉輪包括首級(jí)葉輪、二至四級(jí)葉輪及五至十二級(jí)葉輪，前四級(jí)葉輪的進(jìn)水口指向所述上充泵的驅(qū)動(dòng)端，后八級(jí)葉輪與前四級(jí)葉輪背對(duì)背布置；所述中間軸套設(shè)在所述第四級(jí)葉輪與所述第五級(jí)葉輪之間；所述前軸套、推力盤及定位套依次設(shè)在所述首級(jí)葉輪的前方；所述后軸承套設(shè)在所述第十二級(jí)葉輪的后部。上述的核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件，其中，所述首級(jí)葉輪、二至四級(jí)葉輪及五至十二級(jí)葉輪分別包括輪轂、前、后蓋板及若干葉片，所述輪轂與所述后蓋板連接，所述若干葉片分別均布地連接在前、后蓋板之間，所述前、后蓋板的直徑相等；所述首級(jí)葉輪的進(jìn)口直徑與出口寬度及出口直徑之比為11 14 I 5. 5 7. 5 ;所述二至四級(jí)葉輪的進(jìn)口直徑與出口寬度及出口直徑之比為18. 5 20. 5 I 8. 5 10. 5 ;所述五至十二級(jí)葉輪的進(jìn)口直徑與出口寬度及出口直徑之比為19. 5 21. 5 I 9. 5 11. 5。
上述的核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件，其中，所述首級(jí)葉輪的輪轂長(zhǎng)度短于所述二至四級(jí)葉輪的輪轂長(zhǎng)度及所述五至十二級(jí)葉輪的輪轂長(zhǎng)度。上述的核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件，其中，所述首級(jí)葉輪和的葉片數(shù)量和所述二至四級(jí)葉輪的葉片數(shù)量均為五片，所述五至十二級(jí)葉輪的葉片數(shù)量為三片。上述的核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件，其中，所述十二級(jí)葉輪分別通過卡環(huán)和傳動(dòng)鍵安裝在所述轉(zhuǎn)軸上。上述的核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件，其中，所述前軸套、推力盤及定位套通過鎖緊螺母固定在所述轉(zhuǎn)軸上；所述后軸承套通過鎖緊螺母固定在所述轉(zhuǎn)軸上。本發(fā)明的核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件的技術(shù)方案，由十二級(jí)構(gòu)成，分別為首級(jí)葉輪、二至四級(jí)葉輪、五至十二級(jí)葉輪并且將三種葉輪優(yōu)化組合，能夠滿足上充泵五個(gè)工況點(diǎn)特殊性能的要求。前四級(jí)葉輪吸入口指向驅(qū)動(dòng)端，后八級(jí)葉輪與前四級(jí)葉輪背對(duì)背布置， 軸頭端的壓力為第四級(jí)葉輪出口的壓力，殘余軸向力由雙面米契爾式的推力軸承承受，避免了平衡機(jī)構(gòu)的設(shè)置，絕不會(huì)發(fā)生軸向力平衡機(jī)構(gòu)咬合而使轉(zhuǎn)軸斷裂的事故。


圖I為本發(fā)明的核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a、圖2b、圖2c分別為本發(fā)明的核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件中首級(jí)葉輪、二至四級(jí)葉輪、五至十二級(jí)葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了能更好地對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體地實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的一種核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件，包括轉(zhuǎn)軸10及套裝在轉(zhuǎn)軸10上的葉輪、中間軸套4、前軸套5、推力盤6、定位套7、后軸承套8及鎖緊螺母9，其中，葉輪由十二級(jí)葉輪構(gòu)成，該十二級(jí)葉輪包括首級(jí)葉輪I、二至四級(jí)葉輪2、五至十二級(jí)葉輪3。前四級(jí)葉輪的進(jìn)水口指向上充泵的驅(qū)動(dòng)端，后八級(jí)葉輪與前四級(jí)葉輪背對(duì)背對(duì)稱布置；十二級(jí)葉輪分別通過卡環(huán)101和傳動(dòng)鍵102安裝在轉(zhuǎn)軸10上；中間軸套4設(shè)在第四級(jí)葉輪2與第五級(jí)葉輪3之間；前軸套5、推力盤6及定位套7通過鎖緊螺母9固定在轉(zhuǎn)軸10上并設(shè)在首級(jí)葉輪 I的前方；后軸承套8通過鎖緊螺母9固定在轉(zhuǎn)軸10上并設(shè)在第十二級(jí)葉輪3的后部。再請(qǐng)參閱圖2a、圖2b、圖2c，首級(jí)葉輪I、二至四級(jí)葉輪2及五至十二級(jí)葉輪3分別包括輪轂11、21、31前蓋板12、22、32、后蓋板13、23、33及若干葉片14、24、34，其中，輪轂11、21、31與后蓋板13、23、33連接，若干葉片14、24、34分別均布地連接在前蓋板12、22、32和后蓋板13、23、33之間；前蓋板12、22、32和后蓋板13、23、33的直徑相等；首級(jí)葉輪I的進(jìn)口直徑Dll與出口寬度LI及出口直徑D12之比為11 14 I 5. 5 7. 5 ;二至四級(jí)葉輪2的進(jìn)口直徑D21與出口寬度L2及出口直徑D22之比為18. 5
20.5 I 8. 5 10. 5 ;五至十二級(jí)葉輪3的進(jìn)口直徑D31與出口寬度L3及出口直徑D32之比為19. 5
21.5 I 9. 5 11. 5 ;首級(jí)葉輪I的輪轂11的長(zhǎng)度短于二至四級(jí)葉輪2的輪轂21的長(zhǎng)度及五至十二級(jí)葉輪3的輪轂31的長(zhǎng)度；首級(jí)葉輪I和的葉片14數(shù)量和二至四級(jí)葉輪2的葉片24數(shù)量均為五片，五至十二級(jí)葉輪3的葉片34數(shù)量為三片。葉輪結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)，由于水力的因素，葉輪的進(jìn)口直徑、出口寬度及出口直徑根據(jù)水力的因素變化而變化，為了滿足大流量工況的要求，將首級(jí)葉輪的出口寬度適當(dāng)加寬， 并且首級(jí)葉輪兼顧了上充泵的抗汽蝕性能要求，五至十二級(jí)葉輪兼顧了上充泵的流量-揚(yáng)程曲線陡降特性。能顯著提高上充泵的效率，降低能耗。每級(jí)葉輪都是整體鑄造，由卡環(huán)101鎖緊并用傳動(dòng)鍵102傳遞扭矩，防止在旋轉(zhuǎn)時(shí)松動(dòng)。鍵槽和軸肩的內(nèi)、外端均設(shè)有圓角，以防止明顯的應(yīng)力集中。另外，葉輪與轉(zhuǎn)軸采取間隙配合的方式，方便拆卸和裝配，更重要的是在維修時(shí)方便對(duì)放射性物質(zhì)進(jìn)行清洗。轉(zhuǎn)軸上開鍵槽時(shí)，充分考慮葉輪葉片的位置的均勻性，鍵槽均勻地分布在轉(zhuǎn)軸上360°的范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算第一階臨界轉(zhuǎn)速比最大轉(zhuǎn)速大25%以上，此速度完全偏離所有可預(yù)見激振頻率(即50Hz)。所以，轉(zhuǎn)軸是剛性的。由于上充泵的非驅(qū)動(dòng)端的結(jié)構(gòu)是封閉的，這種結(jié)構(gòu)泵的軸向力與入口壓力相關(guān)， 所以總的軸向力分別是由作用在葉輪上的、泵入口壓引起的、中間及端部軸承引起的三部分軸向力合成。該上充泵葉輪組合的方式是驅(qū)動(dòng)端四級(jí)與非驅(qū)動(dòng)端八級(jí)背靠背布置，三種進(jìn)口尺寸不同的葉輪巧妙的組合。通過計(jì)算作用在葉輪上的軸向合力的方向指向驅(qū)動(dòng)端， 由驅(qū)動(dòng)端的推力軸承承受，避免了平衡機(jī)構(gòu)的設(shè)置，絕不會(huì)發(fā)生軸向力平衡機(jī)構(gòu)咬合而使轉(zhuǎn)軸斷裂的事故。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明， 而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件，包括轉(zhuǎn)軸及套裝在轉(zhuǎn)軸上的葉輪、中間軸套、前軸套、推力盤及定位套，后軸承套、所述葉輪由十二級(jí)葉輪構(gòu)成，其特征在于，所述十二級(jí)葉輪包括首級(jí)葉輪、二至四級(jí)葉輪及五至十二級(jí)葉輪，前四級(jí)葉輪的進(jìn)水口指向所述上充泵的驅(qū)動(dòng)端，后八級(jí)葉輪與前四級(jí)葉輪背對(duì)背布置；所述中間軸套設(shè)在所述第四級(jí)葉輪與所述第五級(jí)葉輪之間；所述前軸套、推力盤及定位套依次設(shè)在所述首級(jí)葉輪的前方；所述后軸承套設(shè)在所述第十二級(jí)葉輪的后部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件，其特征在于，所述首級(jí)葉輪、 二至四級(jí)葉輪及五至十二級(jí)葉輪分別包括輪轂、前、后蓋板及若干葉片，所述輪轂與所述后蓋板連接，所述若干葉片分別均布地連接在前、后蓋板之間，所述前、后蓋板的直徑相等；所述首級(jí)葉輪的進(jìn)口直徑與出口寬度及出口直徑之比為11 14 I 5. 5 7. 5;所述二至四級(jí)葉輪的進(jìn)口直徑與出口寬度及出口直徑之比為18. 5 20. 5 I 8. 5 10. 5;所述五至十二級(jí)葉輪的進(jìn)口直徑與出口寬度及出口直徑之比為19. 5 21. 5 : I : 9. 5 11.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件，其特征在于，所述首級(jí)葉輪的輪轂長(zhǎng)度短于所述二至四級(jí)葉輪的輪轂長(zhǎng)度及所述五至十二級(jí)葉輪的輪轂長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件，其特征在于，所述首級(jí)葉輪和的葉片數(shù)量和所述二至四級(jí)葉輪的葉片數(shù)量均為五片，所述五至十二級(jí)葉輪的葉片數(shù)量為三片。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件，其特征在于，所述十二級(jí)葉輪分別通過卡環(huán)和傳動(dòng)鍵安裝在所述轉(zhuǎn)軸上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件，其特征在于，所述前軸套、推力盤及定位套通過鎖緊螺母固定在所述轉(zhuǎn)軸上；所述后軸承套通過鎖緊螺母固定在所述轉(zhuǎn)軸上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種核電站用的上充泵的轉(zhuǎn)子部件，包括轉(zhuǎn)軸及套裝在轉(zhuǎn)軸上的葉輪、中間軸套、前軸套、推力盤及定位套，后軸承套、所述葉輪由十二級(jí)葉輪構(gòu)成。所述十二級(jí)葉輪包括首級(jí)葉輪、二至四級(jí)葉輪及五至十二級(jí)葉輪，前四級(jí)葉輪的進(jìn)水口指向所述上充泵的驅(qū)動(dòng)端，后八級(jí)葉輪與前四級(jí)葉輪背對(duì)背布置；所述中間軸套設(shè)在所述第四級(jí)葉輪與所述第五級(jí)葉輪之間；所述前軸套、推力盤及定位套依次設(shè)在所述首級(jí)葉輪的前方；所述后軸承套設(shè)在所述第十二級(jí)葉輪的后部。
文檔編號(hào)F04D29/22GK102606522SQ20121008323
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者張曉庫, 陸金琪 申請(qǐng)人:上海阿波羅機(jī)械股份有限公司