專利名稱：一種pcs再循環(huán)泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于核電裝備領域的PCS再循環(huán)泵。
背景技術：
PCS再循環(huán)泵是用在核電站的PCS系統中經常使用的一種再循環(huán)泵，PCS系統也稱作為非能動安全殼冷卻系統，該系統的作用是在事故發(fā)生后對安全殼進行有效的冷卻， 從而保證安全殼不超壓并迅速降壓。PCS系統主要部件包括非能動安全殼冷卻水貯存箱 (PCCffST)、空氣折流板(air baffle)、空氣入口和空氣出口、水分配系統。此外，還有非能動安全殼冷卻輔助貯水箱(PCCAWST)和兩臺PCS再循環(huán)泵，在現場使用再循環(huán)泵從PCCAWST 向PCS系統提供額外的冷卻水，還能為消防系統的抗震水塔提供后備補水?，F有技術泵的PCS再循環(huán)泵，由于在設計上存在著不合理的地方，使PCS再循環(huán)泵上增加了許多不必要的零部件，在增加PCS再循環(huán)泵安裝難度的同時，增大了 PCS再循環(huán)泵的外形尺寸，使得PCS再循環(huán)泵的外形尺寸超出了核電站系統所允許的最大值。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種PCS再循環(huán)泵，其有助于減小PCS再循環(huán)泵的外形尺寸。實現上述目的的一種技術方案是一種用于PCS再循環(huán)泵，包括泵軸，泵體，以及沿所述泵軸軸向依次套接的葉輪、泵蓋和空冷軸承體，并且所述泵體、泵蓋和所述空冷軸承體是軸向固定的；所述泵體分為吸水室和蝸殼室，所述吸水室一端設置入口法蘭，另外一端通過連接部與所述蝸殼室軸向連接；所述蝸殼室的外壁上設置出水管，所述出水管的末端設置出口法蘭；所述葉輪內置于所述蝸殼室中，所述葉輪的前端與所述連接部套接，所述葉輪后端套接在所述泵軸的非驅動端；所述空冷軸承體和所述泵軸之間，沿所述泵軸的軸向依次設置機械密封和軸承體，所述軸承體軸向兩端分別設置軸承，這兩個所述軸承之間形成儲油腔室；所述軸承體的軸向兩側分別布置油封系統，且這兩個所述油封系統是鏡像對稱布置的，這兩個所述油封系統與所述軸承體之間分別形成回路油腔；所述泵蓋及所述機械密封與所述泵軸的徑向之間設置軸套，所述軸套的外壁設置階梯結構，使所述軸套靠近所述泵蓋一側的截面面積大于所述軸套靠近所述機械密封一側的截面面積；所述泵蓋、所述軸套和所述機械密封之間形成機械密封腔室。進一步的，所述蝸殼室是單蝸殼型蝸殼室，所述出水管設置于所述蝸殼室的頂端； 所述葉輪的前端和所述連接部之間設置前密封環(huán)，所述葉輪的后端與所述泵蓋之間設置后密封環(huán)，所述葉輪和所述泵軸之間設置葉輪螺母。再進一步的，所述吸水室為錐形吸水室，所述吸水室設置所述入口法蘭一側的截面面積小于所述連接部一側的截面面積。進一步的，所述出水管位于所述蝸殼室頂部，并且是垂直于水平地面設置的。進一步的，所述油封系統包括擋油盤和軸承蓋；所述擋油盤包括盤軸和盤座，所述擋油盤套接在所述泵軸上并與所述泵軸徑向固定；所述軸承蓋套接在所述擋油盤的盤軸的外壁上，并與所述空冷軸承體軸向固定；所述軸承蓋的底面上設置環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽的內圈設置環(huán)形凸緣；所述擋油盤的盤座的頂面上設置環(huán)形凸臺；所述環(huán)形凸緣和所述環(huán)形凸臺之間形成油路收集腔。再進一步的，所述擋油盤和所述泵軸徑向之間設置O形密封圈；在所述擋油盤和所述軸承蓋徑向之間，沿所述軸承蓋的軸向設置油封結構。進一步的，所述軸承體的非驅動端設置的是一圓柱滾子軸承，所述軸承體的驅動端設置的是一對角接觸球軸承。進一步的，所述蝸殼室的底部設置泵腳，所述空冷軸承體的外壁上設置散熱肋條， 所述空冷軸承體的底部設置軸承體支撐。進一步的，所述泵蓋上設置軸向通孔，連通所述機械密封腔室和所述蝸殼室。采用了本發(fā)明的一種用于PCS再循環(huán)泵的技術方案，即在泵蓋及機械密封與泵軸的徑向之間設置軸套，所述軸套的外壁設置階梯結構，使所述軸套靠近所述泵蓋一側的截面面積大于所述軸套靠近所述機械密封一側的截面面積；所述泵蓋、所述軸套和所述機械密封之間形成機械密封腔室的技術方案。其技術效果是PCS再循環(huán)泵在保證性能不下降的情況下，PCS再循環(huán)泵的外形尺寸大大減小，滿足核電站系統對于PCS再循環(huán)泵的尺寸的要求。


圖I為本發(fā)明的一種PCS再循環(huán)泵的結構示意圖；圖2為本發(fā)明的一種PCS再循環(huán)泵A部分的放大示意圖。
具體實施例方式請參閱圖I和圖2，本發(fā)明的為了能更好地對本發(fā)明的技術方案進行理解，下面通過具體地實施例，并結合附圖進行詳細地說明請參閱圖I，本發(fā)明的一種PCS再循環(huán)泵，包括泵軸100，泵體1，以及沿所述泵軸 100軸向依次套接的葉輪2、泵蓋3和空冷軸承體5，并且所述泵體I、泵蓋3和所述空冷軸承體5是軸向固定的；本實施例中，所述泵蓋3和所述空冷軸承體5之間的軸向固定是通過螺釘完成的， 所述泵蓋3和所述泵體I之間也是采用螺釘固定的。在所述空冷軸承體5和所述泵軸100之間，沿所述泵軸100的軸向依次套接機械密封6和軸承體50，所述軸承體50軸向兩端分別設置軸承，這兩個所述軸承之間形成儲油腔室55 ；在所述泵蓋3及所述機械密封6與所述泵軸100的徑向之間設置軸套101，所述泵蓋3、所述軸套101和所述機械密封6圍成機械密封腔室61。所述泵體I分為吸水室11和蝸殼室12，所述吸水室11 一端設置入口法蘭111，另外一端通過連接部112與所述蝸殼室12軸向連接；所述蝸殼室12的外壁上設置出水管 121，所述出水管121的末端設置出口法蘭122。本實施例中，所述吸水室11為錐形吸水室，所述吸水室11設置所述入口法蘭111 一側的截面面積小于所述連接部112 —側的截面面積。所述蝸殼室12是單蝸殼型蝸殼室， 所述出水管121設置于所述蝸殼室12的頂端，并且是垂直于水平地面的。所述葉輪2內置于所述蝸殼室12內，所述葉輪2的后端與所述連接部112套接。 所述葉輪2的前端套接在所述泵軸100的非驅動端。這里所述的前端是指所述葉輪2上設置葉輪進口 21的一端。PCS再循環(huán)泵所傳輸的介質經所述吸水室11，從所述葉輪進口 21 流入所述葉輪2，再從所述葉輪2的圓周上的葉輪出口 25流出。所述葉輪2的圓周與所述蝸殼室12的內壁之間形成壓水室。本實施例中，為了提高所述PCS再循環(huán)泵的效率，所述葉輪2為封閉式葉輪。所述吸水室是錐形吸水室的原因在于水在所述吸水室11內從所述進口法蘭111 向所述連接部112流動的時候，水的流速是逐漸減緩的，因此水在所述吸水室11內的水力損失小，進而保證水是以均勻的流速流入所述葉輪進口 21的，這樣能有效提高PCS再循環(huán)泵的效率和的抗汽蝕性能。所述蝸殼室12采用單蝸殼型壓水室的目的在于有助于減小所述出水管121末端的截面面積，減小所述出口法蘭122的口徑，降低水在所述出水管122末端處的流速，減小水在所述出水管121末端處的局部阻力損失，提高PCS再循環(huán)泵的效率，避免所述PCS再循環(huán)泵的配用電機被燒壞。所述出水管121在所述蝸殼室12頂端垂直于水平地面設置的原因在于減小所述 PCS再循環(huán)泵的軸向尺寸，防止所述PCS再循環(huán)泵的外形尺寸超過核電站系統所允許的最大值。由于所述蝸殼室12是單蝸殼型蝸殼室，為了提高容積效率，控制介質的回流，同時，為了穩(wěn)定所述葉輪12的旋轉中心，所述葉輪2的前端與所述連接部112之間設置前密封環(huán)22，所述葉輪2的后端與所述泵蓋3之間設置后密封環(huán)23，所述葉輪2和所述泵軸100 之間設置葉輪螺母24。此外，為了增強所述泵體I的密封性，所述泵體I和所述泵蓋3軸向之間設置了墊片。所述軸套101和所述葉輪2的軸向之間也增加了墊片。本發(fā)明中，最為重要的是對所述軸套101的結構作了改進所述軸套101的外壁設置階梯結構，使所述軸套101靠近所述泵蓋3 —側的截面面積大于所述軸套101靠近所述機械密封6 —側的截面面積。這樣設計的目的在于在保證所述機械密封腔室61尺寸的同時，減小所述泵蓋3、所述空冷軸承體5和所述機械密封6的尺寸，保證所述PCS再循環(huán)泵的外形尺寸在核電站系統所允許的范圍內。另外一方面，也能防止所述軸套101和所述機械密封6之間發(fā)生尺寸干涉。本實施例中，所述機械密封6為集裝式機械密封，所述機械密封6通過螺栓與所述泵蓋2軸向固定,通過O形密封圈與所述泵軸100和所述軸套101徑向固定。在所述空冷軸承體5和所述泵軸100之間，沿所述泵軸100的軸向依次設置機械密封6和軸承體50，所述軸承體兩端分別設置軸承，這兩個所述軸承之間形成儲油腔室 55 ；
在所述軸承體50的軸向兩側分別布置油封系統4，且這兩個所述油封系統4是鏡像對稱布置的，兩個所述油封系統4與所述軸承體50之間形成回路油腔40。所述儲油腔室55內的潤滑油經過所述設置于所述泵軸100上的甩油環(huán)102的作用后，分別甩入所述所述軸承體50兩端的所述軸承內，對所述軸承體50兩端的所述軸承進行潤滑，在對所述軸承體50兩端的所述軸承進行潤滑后，潤滑油經所述回路油腔40，流回所述儲油腔室55。在所述儲油腔室55內，還設有油標56和恒位油杯57，用以監(jiān)控所述儲油腔室55 內潤滑油儲量的變化。本實施例中，所述軸承體50的非驅動端，即圖I中所述軸軸承體50的左端，設置的是一個圓柱滾子軸承；所述軸承體50的驅動端，即圖I中所述軸軸承體50的右端，設置的是一對角接觸球軸承。這樣設計的目的在于所述泵軸100軸向力由角接觸球軸承來承受，徑向力由圓柱滾子軸承來承受。所述軸承系統4的作用是防止?jié)櫥托孤┑剿鯬CS再循環(huán)泵的外部。請參閱圖
2,本實施例中，所述油封系統4包括擋油盤41和軸承蓋42 ;所述擋油盤41包括盤軸和盤座，所述擋油盤41套接在所述泵軸100上；所述擋油盤41與所述泵軸100徑向固定；所述軸承蓋42套接在所述擋油盤41盤軸的外壁上，并與所述空冷軸承體5軸向固定；所述軸承蓋42套接在所述擋油盤41盤軸的外壁上。所述軸承蓋42的底面上設置環(huán)形凹槽421，所述環(huán)形凹槽421的頂面上設置環(huán)形凸緣422 ;所述擋油盤41盤座的頂面上設置環(huán)形凸臺411 ;環(huán)形凸緣422和所述環(huán)形凸臺 411之間形成油路收集腔43。這樣設計的目的在于濺到所述擋油盤41上的潤滑油可以先進入所述油路收集腔43，再流回所述回路油腔40，最終流回所述儲油腔室55。，從而防止?jié)櫥托孤┑酵獠靠臻g，另外一方面的作用是防止外部空間的灰塵進入所述油封系統4，并且起到機械密封的作用。本實施例中，所述油封系統4還包括設置在所述泵軸100和所述擋油盤41徑向之間的O形密封圈45 ;以及在所述軸承蓋42和所述擋油盤41的徑向之間，沿所述軸承蓋42 軸向設置的油封結構46，本實施例中，所述油封結構46位于所述軸承蓋42的內壁上，所述油封結構46屬于機械密封。設置所述O形密封圈45的目的在于防止?jié)櫥蛷乃霰幂S100和所述擋油盤41 之間泄漏，避免使用傳統骨架油封時，由于彈簧壓力過大而造成的抱軸現象，保證PCS泵的正常穩(wěn)定運行。設置所述油封結構46的目的在于進一步防止?jié)櫥蛷乃鲚S承蓋42和所述擋油盤41之間泄漏。在所述軸承體50上的兩個所述軸承面向所述儲油腔室55的一面,均設置軸承擋套58 ;設置所述軸承擋套58的目的在于分別對兩個軸承軸向定位。本實施例中，所述泵蓋2上設置軸向通孔21，連通所述機械密封腔室61和所述蝸殼室12，這樣設計的目的在于直接將PCS再循環(huán)泵所輸送的介質引入所述機械密封腔室 61，對所述機械密封6的密封端面進行沖洗和冷卻。由于不需要外部管路，減小了所述PCS 再循環(huán)泵的外形尺寸。
此外，所述空冷軸承體5的外壁上增加散熱肋條54，以增加所述空冷軸承體5的外壁表面積，在保證所述空冷軸承體5散熱性能的同時，使所述空冷軸承體5的結構更為簡單。所述空冷軸承體5頂部有一個螺釘59。所述空冷軸承體5的底部設置軸承體支撐53，所述軸承體支撐53通過螺栓與所述空冷軸承體5固定。所述蝸殼室12的底端設置泵腳13，所述泵腳13與所述蝸殼室12是鑄為一體的。所述泵腳13和所述軸承體支撐53共同支撐所述PCS再循環(huán)泵，用來支撐該 PCS再循環(huán)泵。這樣大大簡化了 PCS再循環(huán)泵的支撐架構，路，減小了所述PCS再循環(huán)泵的外形尺寸。此外，在所述泵腳13上方，所述蝸殼室12的外壁上還設有一個管堵14，用來在 PCS再循環(huán)泵大修時將蝸殼室12內的傳輸介質排空。本發(fā)明的一種PCS再循環(huán)泵，通過上述技術手段減小了所述PCS再循環(huán)泵的外形尺寸，使其符合和電站系統對于PCS再循環(huán)泵外形尺寸的要求。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明， 而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權利要求書范圍內。
權利要求
1.一種PCS再循環(huán)泵，包括泵軸(100)，泵體(I)，以及沿所述泵軸(100)軸向依次套接的葉輪(2)、泵蓋(3)和空冷軸承體(5)，并且所述泵體(I)、泵蓋(3)和所述空冷軸承體(5)是軸向固定的；所述泵體(I)分為吸水室(11)和蝸殼室(12)，所述吸水室(11) 一端設置入口法蘭 (111)，另外一端通過連接部(112)與所述蝸殼室(12)軸向連接；所述蝸殼室(12)的外壁上設置出水管(121)，所述出水管(121)的末端設置出口法蘭(122)；所述葉輪(2)內置于所述蝸殼室(12)中，所述葉輪(2)的前端與所述連接部(112)套接，所述葉輪(2)后端套接在所述泵軸(100)的非驅動端；所述空冷軸承體(5)和所述泵軸(100)之間，沿所述泵軸(100)的軸向依次設置機械密封(6)和軸承體(50)，所述軸承體(50)軸向兩端分別設置軸承，這兩個所述軸承之間形成儲油腔室(55)；所述軸承體(50)的軸向兩側分別布置油封系統(4)，且這兩個所述油封系統(4)是鏡像對稱布置的，這兩個所述油封系統(4)與所述軸承體(50)之間分別形成回路油腔(40)； 其特征在于所述泵蓋(3)及所述機械密封(6)與所述泵軸(100)的徑向之間設置軸套(101)，所述軸套(101)的外壁設置階梯結構，使所述軸套(101)靠近所述泵蓋(3) —側的截面面積大于所述軸套(101)靠近所述機械密封(6) —側的截面面積；所述泵蓋(3)、所述軸套(101) 和所述機械密封(6)之間形成機械密封腔室(61)。
2.根據權利要求I所述的一種PCS再循環(huán)泵，其特征在于所述蝸殼室(12)是單蝸殼型蝸殼室，所述出水管(121)設置于所述蝸殼室(12)的頂端；所述葉輪(2)的前端和所述連接部(112)之間設置前密封環(huán)(22)，所述葉輪(3)的后端與所述泵蓋(3)之間設置后密封環(huán)(23)，所述葉輪(2)和所述泵軸(100)之間設置葉輪螺母(24)。
3.根據權利要求2所述的一種PCS再循環(huán)泵，其特征在于所述吸水室(11)為錐形吸水室，所述吸水室(11)設置所述入口法蘭(111) 一側的截面面積小于所述連接部(112) — 側的截面面積。
4.根據權利要求I至3中任意一項所述的一種PCS再循環(huán)泵，其特征在于所述出水管(121)位于所述蝸殼室頂部，并且是垂直于水平地面設置的。
5.根據權利要求I至3中任意一項所述的一種PCS再循環(huán)泵，其特征在于所述油封系統(4)包括擋油盤(41)和軸承蓋(42);所述擋油盤(41)包括盤軸和盤座，所述擋油盤(41)套接在所述泵軸(100)上并與所述泵軸(100)徑向固定；所述軸承蓋(42)套接在所述擋油盤(41)的盤軸的外壁上，并與所述空冷軸承體(5)軸向固定；所述軸承蓋(42)的底面上設置環(huán)形凹槽(421)，所述環(huán)形凹槽(421)的內圈設置環(huán)形凸緣(422);所述擋油盤(41)的盤座的頂面上設置環(huán)形凸臺(411);所述環(huán)形凸緣(422)和所述環(huán)形凸臺(411)之間形成油路收集腔(43)。
6.根據權利要求4所述的一種PCS再循環(huán)泵，其特征在于所述擋油盤(41)和所述泵軸(100)徑向之間設置O形密封圈(45);在所述擋油盤(41)和所述軸承蓋(42)徑向之間， 沿所述軸承蓋(42)的軸向設置油封結構(46)。
7.根據權利要求I至3中任意一項所述的一種PCS再循環(huán)泵，其特征在于所述軸承體(50)的非驅動端設置的是一圓柱滾子軸承，所述軸承體(50)的驅動端設置的是一對角接觸球軸承。
8.根據權利要求I至3中任意一項所述的一種PCS再循環(huán)泵，其特征在于所述蝸殼室(12)的底部設置泵腳(13)，所述空冷軸承體(5)的外壁上設置散熱肋條(54)，所述空冷軸承體的底部設置軸承體支撐(53)。
9.根據權利要求I至3中任意一項所述的一種用于PCS再循環(huán)泵，其特征在于所述泵蓋(3)上設置軸向通孔(31)，連通所述機械密封腔室￠1)和所述蝸殼室(12)。
全文摘要
本發(fā)明公開了核電裝備領域的一種PCS再循環(huán)泵，包括泵軸，泵體、以及沿泵軸軸向依次設置的葉輪、泵蓋和空冷軸承體，并且所述泵體、泵蓋和空冷軸承體是軸向固定的；在空冷軸承體和泵軸之間，沿泵軸的軸向依次設置機械密封和軸承體，所述軸承體軸向兩端分別設置軸承，這兩個軸承之間形成儲油腔室；在所述軸承體的軸向兩側分別布置油封系統，且這兩個所述油封系統是鏡像對稱布置的；這兩個所述油封系統與所述軸承體之間分別形成回路油腔；在泵蓋及機械密封與所述泵軸的徑向之間設置軸套，軸套的外壁設置階梯結構，使軸套靠近泵蓋一側的截面面積大于軸套靠近機械密封一側的截面面積；所述泵蓋、所述軸套和所述機械密封之間形成機械密封腔室。
文檔編號F04D29/42GK102606508SQ20121008329
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權日2012年3月27日
發(fā)明者陸金琪, 顧興濤 申請人:上海阿波羅機械股份有限公司