一種帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)，包括支座，風(fēng)機(jī)本體，出風(fēng)口錐管及風(fēng)閥，其中所述風(fēng)機(jī)本體包括風(fēng)筒，所述風(fēng)筒下端設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，所述風(fēng)筒內(nèi)部依次設(shè)有動(dòng)葉，輪轂，導(dǎo)葉，內(nèi)機(jī)匣及驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)安裝在所述內(nèi)機(jī)匣內(nèi)，所述風(fēng)筒與所述內(nèi)機(jī)匣構(gòu)成環(huán)形通道的出風(fēng)口，所述出風(fēng)口端部安裝有擴(kuò)壓尾錐，所述擴(kuò)壓尾錐截面呈梯形，且單邊擴(kuò)散角為5~20°。本實(shí)用新型所揭示的一種帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單新穎，能夠減小風(fēng)機(jī)擴(kuò)壓過程中壓力損失，提高壓力裕量，從而提高風(fēng)機(jī)的安全可靠性。
【專利說(shuō)明】一種帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種冷卻風(fēng)機(jī)，具體涉及一種帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)是一種用于第三代核電機(jī)組一體化堆頂組件控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通風(fēng)冷卻系統(tǒng)，其作用是為控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供強(qiáng)迫冷卻空氣，以維持控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)線圈組件正常工作所需的溫度，且不超過限定值，該風(fēng)機(jī)的性能直接影響反應(yīng)堆驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的安全性與可靠性。
[0003]控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)為立式軸流風(fēng)機(jī)，要求壓力高、尺寸小，且需有較高的壓力裕量，以提高全可靠性，故均具有大輪轂比(輪轂直徑與葉輪直徑的比值)的結(jié)構(gòu)特征，目前已知工程堆頂風(fēng)機(jī)輪轂比一般為0.7左右，因此控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)具有高排氣速度、高動(dòng)壓的氣動(dòng)特征。
[0004]如圖3所示，常規(guī)的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)無(wú)擴(kuò)壓尾錐，包括支座61，風(fēng)筒62，所述風(fēng)筒62底端設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 63，所述風(fēng)筒62內(nèi)部從下至上依次設(shè)有動(dòng)葉64，輪轂65，導(dǎo)葉66，內(nèi)機(jī)匣67，驅(qū)動(dòng)電機(jī)68，所述出風(fēng)口 63連接出風(fēng)口錐管69，所述出風(fēng)口錐管68的出風(fēng)口安裝有風(fēng)閥70。氣體經(jīng)旋轉(zhuǎn)葉輪的動(dòng)葉做功后，流入后導(dǎo)葉擴(kuò)壓，而后通過風(fēng)筒與內(nèi)機(jī)匣構(gòu)成的環(huán)形通道出風(fēng)口突擴(kuò)向上排入錐管，再排入堆內(nèi)大氣。
[0005]經(jīng)對(duì)圖3中常規(guī)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)出風(fēng)口進(jìn)行數(shù)值模擬，在設(shè)計(jì)流量下常規(guī)風(fēng)機(jī)環(huán)形出風(fēng)口軸向排氣速度通常在45m/s左右，其動(dòng)能大于1200Pa，高速進(jìn)入錐管，流通截面突擴(kuò)增大，在環(huán)形出風(fēng)口后存在很大渦流，其阻力系數(shù)達(dá)27%，壓力損失超過300Pa。
[0006]因此，現(xiàn)有常規(guī)控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)存在問題是:風(fēng)機(jī)裝置效率低，資料表明現(xiàn)有工程控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)根據(jù)AMCA210-99測(cè)試，在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)風(fēng)機(jī)效率低于50%，在最高效率點(diǎn)也只有65%左右；由于出風(fēng)口壓力損失較大，降低了運(yùn)行壓力裕量，導(dǎo)致安全可靠性降低。
[0007]此外，控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)要求在設(shè)計(jì)角度下有足夠高的壓力裕量，以遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)喘振區(qū)和不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)，由于環(huán)形出風(fēng)口較大的突擴(kuò)壓力損失，使風(fēng)機(jī)向系統(tǒng)能提供的有效壓力降低，最高可運(yùn)行壓力也相應(yīng)降低，從而運(yùn)行壓力裕量降低，安全可靠性下降。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]實(shí)用新型目的:為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種能夠減小風(fēng)機(jī)擴(kuò)壓過程中壓力損失，提高壓力裕量，從而提高安全可靠性的帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)。
[0009]本實(shí)用新型的目的是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)，包括支座，風(fēng)機(jī)本體，出風(fēng)口錐管及風(fēng)閥，其中所述風(fēng)機(jī)本體包括風(fēng)筒，所述風(fēng)筒下端設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，所述風(fēng)筒內(nèi)部依次設(shè)有動(dòng)葉，輪轂，導(dǎo)葉，內(nèi)機(jī)匣及驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)安裝在所述內(nèi)機(jī)匣內(nèi)，所述風(fēng)筒與所述內(nèi)機(jī)匣構(gòu)成環(huán)形通道的出風(fēng)口，所述出風(fēng)口端部安裝有擴(kuò)壓尾錐，所述擴(kuò)壓尾錐截面呈梯形，且單邊擴(kuò)散角為5?20°。
[0010]所述擴(kuò)壓尾錐的單邊擴(kuò)散角優(yōu)選15°。
[0011]所述出風(fēng)口錐管呈倒錐形，且單邊擴(kuò)散角為5?20°。
[0012]所述出風(fēng)口錐管上端內(nèi)徑為1100mm。
[0013]所述動(dòng)葉的葉尖對(duì)應(yīng)風(fēng)筒部位設(shè)有防喘振環(huán)，所述防喘振環(huán)內(nèi)設(shè)有復(fù)數(shù)導(dǎo)流片。
[0014]所述導(dǎo)葉為機(jī)翼型。
[0015]由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型所揭示的一種帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)，在出風(fēng)口設(shè)置擴(kuò)壓尾錐，且擴(kuò)壓尾錐的半徑沿氣流排出方向逐漸減小，從而大幅度的降低環(huán)形通道出風(fēng)口高速氣流在出風(fēng)口錐管擴(kuò)壓過程中的渦流阻力，進(jìn)而減小擴(kuò)壓過程中的內(nèi)部壓力損失，使得風(fēng)機(jī)運(yùn)行壓力提高，進(jìn)而提高了風(fēng)機(jī)運(yùn)行的壓力裕量及安全可靠性，同時(shí)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單新穎，安裝方便，擴(kuò)壓尾錐設(shè)于風(fēng)機(jī)內(nèi)部，不影響風(fēng)機(jī)的外形尺寸。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1的局部放大圖；
[0018]圖3為現(xiàn)有控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型所揭示的一種帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)，其為立式豎直向上排氣結(jié)構(gòu)，具體包括風(fēng)機(jī)本體，所述風(fēng)機(jī)本體通過減振支座O固定在基礎(chǔ)上，所述風(fēng)機(jī)本體包括風(fēng)筒1，所述風(fēng)筒I兩端分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 2和出風(fēng)口 3，所述風(fēng)筒內(nèi)部從下至上依次設(shè)有動(dòng)葉4，輪轂5，導(dǎo)葉6，內(nèi)機(jī)匣7，驅(qū)動(dòng)電機(jī)8及擴(kuò)壓尾錐9，所述出風(fēng)口3連接出風(fēng)口錐管10，所述出風(fēng)口錐管10的出風(fēng)口安裝有風(fēng)閥11。
[0021]具體說(shuō)來(lái)，所述風(fēng)筒I與所述內(nèi)機(jī)匣7形成環(huán)形通道向所述出風(fēng)口錐管10排氣，所述內(nèi)機(jī)匣7上端裝有擴(kuò)壓尾錐9，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)8內(nèi)置于所述內(nèi)機(jī)匣7內(nèi)，所述擴(kuò)壓尾錐9包覆在所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)8外側(cè)，所述擴(kuò)壓尾錐9截面呈梯形結(jié)構(gòu)，且單邊擴(kuò)散角α為5?20°，最佳單邊擴(kuò)散角α為15°，所述擴(kuò)壓尾錐9的半徑沿氣流方向逐漸減小，使得通流面積逐漸增大，故而降低排氣速度及動(dòng)壓值，增高了空氣靜壓值。
[0022]所述風(fēng)筒I為圓柱形結(jié)構(gòu)，其上端連接出風(fēng)口錐管10，所述出風(fēng)口錐管10的單邊擴(kuò)散角β為5?20°，所述出風(fēng)口錐管10的錐管出風(fēng)口內(nèi)徑為1100mm。
[0023]所述風(fēng)閥11設(shè)置在所述出風(fēng)口錐管10的出風(fēng)口，當(dāng)風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，防止了外部氣流倒灌入風(fēng)機(jī)內(nèi)，其內(nèi)徑尺寸與所述出風(fēng)口錐管的出風(fēng)口內(nèi)徑相同。
[0024]如圖2所示，所述動(dòng)葉4的葉尖前端所對(duì)應(yīng)的風(fēng)筒部位設(shè)有防喘振環(huán)12，所述防喘振環(huán)12外部為環(huán)形槽13，所述環(huán)形槽13內(nèi)沿圓周方向均勻設(shè)有復(fù)數(shù)導(dǎo)流片14，所述導(dǎo)流片14內(nèi)側(cè)設(shè)有導(dǎo)流環(huán)15，所述導(dǎo)流環(huán)15內(nèi)徑與所述風(fēng)筒I下部102內(nèi)徑相同，當(dāng)系統(tǒng)阻力增大時(shí)，動(dòng)葉4入口氣流攻角增大，使得動(dòng)葉4吸力面氣流嚴(yán)重分離，并在動(dòng)葉4前緣形成渦流，渦流在離心力作用下進(jìn)入防喘振環(huán)12，由于外形槽13的阻隔，氣流只能進(jìn)入導(dǎo)流片14和導(dǎo)流環(huán)15組成的分隔通道內(nèi)，渦流氣團(tuán)經(jīng)分隔、整流后返回到主氣流中，使得渦流的進(jìn)一步發(fā)展被抑制，從而消除了喘振區(qū)，同時(shí)動(dòng)葉4前后氣流不再劇烈振蕩，避免了動(dòng)葉4承受較大的交變氣動(dòng)力,提高動(dòng)葉4的安全可靠性。
[0025]所述導(dǎo)葉6為機(jī)翼型結(jié)構(gòu)，有效回收所述動(dòng)葉4出氣氣流旋繞速度動(dòng)能，改善風(fēng)機(jī)性能，提高安全可靠性。
[0026]本實(shí)用新型所揭示的一種帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)，其工作原理為:氣體從進(jìn)風(fēng)口 2吸入，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的動(dòng)葉4做工后，流入導(dǎo)葉進(jìn)行擴(kuò)壓，而后經(jīng)風(fēng)筒I與內(nèi)機(jī)匣7形成的環(huán)形通道的出風(fēng)口 3排氣，氣體通過出風(fēng)口錐管10排出。
[0027]本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特征已揭示如上，然而熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本實(shí)用新型的揭示而作種種不背離本實(shí)用新型精神的替換及修飾，因此，本實(shí)用新型保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本實(shí)用新型的替換及修飾，并為本專利申請(qǐng)權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)，包括支座，風(fēng)機(jī)本體，出風(fēng)口錐管及風(fēng)閥，其中所述風(fēng)機(jī)本體包括風(fēng)筒，所述風(fēng)筒下端設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，所述風(fēng)筒內(nèi)部依次設(shè)有動(dòng)葉，輪轂，導(dǎo)葉，內(nèi)機(jī)匣及驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)安裝在所述內(nèi)機(jī)匣內(nèi)，其特征在于:所述風(fēng)筒與所述內(nèi)機(jī)匣構(gòu)成環(huán)形通道的出風(fēng)口，所述出風(fēng)口端部安裝有擴(kuò)壓尾錐，所述擴(kuò)壓尾錐截面呈梯形，且單邊擴(kuò)散角為5?20°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)，其特征在于:所述擴(kuò)壓尾錐的單邊擴(kuò)散角優(yōu)選15°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)，其特征在于:所述出風(fēng)口錐管呈倒錐形，且單邊擴(kuò)散角為5?20°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)，其特征在于:所述出風(fēng)口錐管上端內(nèi)徑為1100mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)，其特征在于:所述動(dòng)葉的葉尖對(duì)應(yīng)風(fēng)筒部位設(shè)有防喘振環(huán)，所述防喘振環(huán)內(nèi)設(shè)有復(fù)數(shù)導(dǎo)流片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶擴(kuò)壓尾錐的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)冷卻風(fēng)機(jī)，其特征在于:所述導(dǎo)葉為機(jī)翼型。
【文檔編號(hào)】F04D29/66GK203685693SQ201420069032
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】張國(guó)榮, 江楊 申請(qǐng)人:南通大通寶富風(fēng)機(jī)有限公司