一種余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉，包括前蓋板、后蓋板、多個主葉片，前蓋板和后蓋板分別固定在周向均勻分布的多個主葉片的兩端，形成環(huán)形壓水室，相鄰的兩個所述主葉片之間設(shè)有分流葉片，所述分流葉片的進口直徑D0=0.6～0.68（D3+D4），分流葉片的出口直徑等于主葉片的出口直徑。不僅減小了擴散段的出口面積，減小了擴散段的擴散率，改善了流體在徑向式導(dǎo)葉流道內(nèi)的速度分布，減少漩渦回流區(qū)域，提高了余熱排出泵的運行效率；改善了流體對主葉片的作用力，使余熱排出泵更加安全可靠地運行。
【專利說明】一種余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械領(lǐng)域，尤其是一種用于核電站余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國內(nèi)核電行業(yè)的大力發(fā)展，研究核級泵的重要意義在于實現(xiàn)核級泵的國產(chǎn)化，打破國外技術(shù)封鎖，達到國際先進水平。余熱排出泵是余熱排出系統(tǒng)(RRA)中的主要核動力設(shè)備之一，其功能是當(dāng)反應(yīng)堆正常停堆后，將堆芯余熱排出，使反應(yīng)堆進入冷停堆狀態(tài)，保證核電廠的安全運行。在余熱排出泵運行過程中，由于其工作在高溫、高壓的惡劣環(huán)境中，而且處于流量為120m3/h、910m3/h或者1475m3/h工況運行。因此余熱排出泵的安全和高效運行需要得到雙重保證。
[0003]在余熱排出泵中徑向式導(dǎo)葉是重要的水力部件之一，電機通過軸帶動葉輪的旋轉(zhuǎn)，流體從葉輪獲得能量，從葉輪出口流入導(dǎo)葉，從導(dǎo)葉出口流出，流入蝸殼，經(jīng)蝸殼出口流入管路系統(tǒng)?，F(xiàn)有的徑向式導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)如圖1所示，對裝配現(xiàn)有的徑向式導(dǎo)葉的余熱排出泵的模型進行研究，發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)葉的出口處存在漩渦回流區(qū)，如圖2所示，造成較大的水力損失，導(dǎo)致效率偏低，功率較大。
[0004]專利號為201120270968.8的中國實用新型專利提出了“一種高溫高進口壓單級泵水力部件結(jié)構(gòu)”，包括采用鍛造成型的的泵體和泵蓋，泵蓋與泵體形成環(huán)形壓水室，還包括動力機構(gòu)連接的軸，該軸穿過泵蓋與設(shè)置在泵體內(nèi)的葉輪的轉(zhuǎn)軸連接，在葉輪與環(huán)形壓水室之間設(shè)置無背葉片徑向?qū)~，無背葉片徑向?qū)~上開有與環(huán)形壓水室連通的螺旋形的通孔。通過無背葉片徑向?qū)~配合環(huán)形壓水室將葉輪流出的液流收集，降低液流速度，使液體的動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴耗埽~輪出口流出的液流旋轉(zhuǎn)運動和徑向速度環(huán)量，平衡運行過程中的徑向力，消除軸所受的交變應(yīng)力和產(chǎn)生的定向撓度，受熱均勻，保證壓水室內(nèi)的流動軸對稱，減小水力損失，運行更平穩(wěn)和高效。但是，仍然不能有效克服導(dǎo)葉內(nèi)的水力損失。
[0005]專利號為CN200910043196.1的中國發(fā)明專利，提出了一種帶分流葉片的污泥泵葉輪，其包括葉輪本體，所述葉輪本體上固定有主葉片，在兩個主葉片之間固定有分流葉片；可提搞栗的效率和揚程。
[0006]申請?zhí)枮?01110195624.X的中國發(fā)明專利申請，提供一種帶有分流葉片的徑流式透平，包括蝸殼、靜葉葉柵、動葉葉輪，靜葉葉柵包括靜子葉片組，動葉葉輪包括轉(zhuǎn)子葉片組，還包括分流葉片，分流葉片安裝在轉(zhuǎn)子葉片的兩片長葉片之間，相鄰靜子葉片之間構(gòu)成靜葉葉柵流道，相鄰轉(zhuǎn)子葉片之間構(gòu)成動葉葉輪流道。該發(fā)明在動葉葉輪的長葉片間加入尺寸較小的短葉片，可以有效的降低葉片的出口稠度，使其在工況變動的情況下，出口氣流不易阻塞；減小了葉輪的余速損失；對于焓降較大的向心式透平，進口處于高溫、高壓的惡劣工作環(huán)境，分流葉片可以在出口幾何條件不變的情況下，將載荷分擔(dān)到更多的葉片上，有助于降低單個葉片的強度要求；葉輪在加入分流葉片后的整體效率也有所提高。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉，不僅減小了擴散段的出口面積，減小了擴散段的擴散率，減少漩渦回流區(qū)域，改善了變工況時導(dǎo)葉內(nèi)部流動特性，，提高了余熱排出泵的運行效率；而且能保證余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉的可靠性和安全性。
[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0009]—種余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉,包括前蓋板、后蓋板、多個主葉片，前蓋板和后蓋板分別固定在周向均勻分布的多個主葉片的兩端，形成環(huán)形壓水室，其特征在于，相鄰的兩個主葉片之間設(shè)有分流葉片，所述分流葉片的進口直徑Dtl=0.6?0.68(D3+D4)，分流葉片的出口直徑等于主葉片的出口直徑，其中:
[0010]D3為導(dǎo)葉主葉片進口直徑，
[0011]D4為導(dǎo)葉主葉片出口直徑。
[0012]優(yōu)選地，所述分流葉片與主葉片壓力面的周向角度Ct1占相鄰主葉片間夾角Φ的2/5 ?3/5。
[0013]優(yōu)選地，所述分流葉片的厚度與同半徑下主葉片的厚度的1/3?1/2。
[0014]優(yōu)選地，所述分流葉片的曲率半徑與同半徑下主葉片的曲率半徑相同。
[0015]本發(fā)明所述的余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉，在相鄰的兩個主葉片之間設(shè)置分流葉片，使所述余熱排出泵在運行過程中，減小了擴散段的出口面積，減小了擴散段的擴散率，減小了擴散損失；當(dāng)流體進入流道中部，分流葉片將流體分開，形成的兩股流體從出口均勻流出。分流葉片改善了流體在徑向式導(dǎo)葉流道內(nèi)的速度分布，減少了在壓力面的漩渦回流區(qū)域，改善了所述徑向式導(dǎo)葉內(nèi)部流動特性，同時也改善了流體對主葉片的作用力，使余熱排出泵更加安全可靠地運行。
[0016]本發(fā)明的有益效果:提高余熱排出泵水力效率，有效地改善了余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉內(nèi)部速度分布和主葉片的受力，提高了余熱排出泵運行的可靠性和安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為現(xiàn)有余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為現(xiàn)有余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉的一個流道內(nèi)部的流體速度分布示意圖。
[0019]圖3為裝配有本發(fā)明所述余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉的余熱排出泵的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖4為本發(fā)明所述余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5為本發(fā)明所述余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉的一個流道內(nèi)部的流體速度分布示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明如下:
[0023]1-葉輪,2-徑向式導(dǎo)葉，21-如蓋板，22-主葉片，23-分流葉片，24-后蓋板，3_蝸殼，4-外六角螺檢，5-內(nèi)六角螺檢，6_栗蓋，7-鍵,8-軸，9_螺紋，10-葉輪螺母。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。
[0025]圖4所示為本發(fā)明所述余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉2的結(jié)構(gòu)示意圖，所述余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉2,包括前蓋板24、后蓋板21、多個主葉片22,前蓋板24和后蓋板21分別固定在周向均勻分布的多個主葉片22的兩端，形成環(huán)形壓水室。相鄰的兩個主葉片22之間設(shè)置具有分流作用的分流葉片23，所述分流葉片23的進口直徑Dtl=0.6?0.68 (D3+D4),分流葉片23的出口直徑等于主葉片22的出口直徑，其中:
[0026]D3為導(dǎo)葉主葉片進口直徑，D4為導(dǎo)葉主葉片出口直徑。
[0027]所述分流葉片23與主葉片22壓力面的周向角度Φι占相鄰主葉片22間夾角Φ的2/5?3/5，較佳地，分流葉片與主葉片22壓力面的周向角度占相鄰主葉片22間夾角的1/2。所述分流葉片23的厚度與同半徑下主葉片22的厚度的1/3?1/2，較佳地，分流葉片23的厚度為同半徑下主葉片22的厚度的1/3。所述分流葉片23的曲率半徑與同半徑下主葉片22的曲率半徑相同。
[0028]所述余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉2裝配在余熱排出泵中的結(jié)構(gòu)如圖3所示，所述葉輪I通過鍵7裝配固定在與電機相連的軸8上，通過葉輪螺母10采用螺紋9進行裝配固定在軸8上，并固定葉輪I。將葉輪I置于蝸殼3和泵蓋6構(gòu)成的空腔內(nèi)，泵蓋6通過外六角螺栓4固定在蝸殼3上，所述徑向式導(dǎo)葉2裝于葉輪I的后部、并通過內(nèi)六角螺栓5固定在泵蓋6上。在工作過程中，電機通過軸5帶動葉輪I旋轉(zhuǎn)，流體從葉輪I獲得能量，流入所述徑向式導(dǎo)葉2，從徑向式導(dǎo)葉2的出口流出，并流入蝸殼3，經(jīng)蝸殼3的出口流入管路系統(tǒng)。圖5是本發(fā)明所述余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉2的一個流道內(nèi)部的流體速度分布示意圖，與圖2所示的現(xiàn)有余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉2的一個流道內(nèi)部的流體速度分布示意圖相比，說明由于本發(fā)明在相鄰兩個主葉片22之間設(shè)置分流葉片23，當(dāng)流體進入流道中部，分流葉片23將流體分開，形成的兩股流體從出口均勻流出。分流葉片23的設(shè)置減少了在壓力面的漩渦回流區(qū)域，改善了流體在主葉片22流道內(nèi)的速度分布，使流體的速度分布均勻；同時也改善了流體對主葉片22的作用力，從而達到了改善徑向式導(dǎo)葉2內(nèi)部流動,提高余熱排出泵水力效率，提高其運行可靠性和安全性的目的。
[0029]所述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉，包括前蓋板(24)、后蓋板(21)、多個主葉片(22)，前蓋板(24 )和后蓋板(21)分別固定在周向均勻分布的多個主葉片(22 )的兩端，形成環(huán)形壓水室，其特征在于，相鄰的兩個所述主葉片(22)之間設(shè)有分流葉片(23)，所述分流葉片(23)的進口直徑Dtl=0.6?0.68 (D3+D4)，分流葉片(23)的出口直徑等于主葉片(22)的出口直徑，其中: D3為導(dǎo)葉主葉片進口直徑， D4為導(dǎo)葉主葉片出口直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉，其特征在于，所述分流葉片(23)與主葉片(22)壓力面的周向角度Ct1占相鄰主葉片(22)間夾角Φ的2/5?3/5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉，其特征在于，所述分流葉片(23)的厚度與同半徑下主葉片(22)的厚度的1/3?1/2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱排出泵的徑向式導(dǎo)葉，其特征在于，所述分流葉片(23)的曲率半徑與同半徑下主葉片(22)的曲率半徑相同。
【文檔編號】F04D29/44GK103883561SQ201410065802
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】王文杰, 袁壽其, 裴吉, 張金鳳, 袁建平, 駱寅 申請人:江蘇大學(xué)