小型核電站用主泵結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種小型核電站用主泵結(jié)構(gòu)，該核主泵結(jié)構(gòu)由入口導(dǎo)葉、密封環(huán)、葉輪、出口導(dǎo)葉、卡環(huán)、鍵、葉輪螺栓、螺栓墊片、活塞環(huán)、一套緊固件、主螺栓、主螺母、主螺母墊片、轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動(dòng)裝置、隔熱密封體、壓力容器雙層套筒的內(nèi)筒、壓力容器雙層套筒的外筒等組成。該泵在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下能夠?qū)崿F(xiàn)使反應(yīng)堆冷卻劑以規(guī)定的流量進(jìn)行循環(huán)，將反應(yīng)堆堆芯產(chǎn)生的熱量通過(guò)蒸汽發(fā)生器傳遞給二回路。該泵是反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力邊界的組成部分，能夠保證反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界的結(jié)構(gòu)完整性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】小型核電站用主泵結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】 [0001] ：本實(shí)用新型涉及一種小型核電站用主泵結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】 [0002] ：國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA)把電功率在300兆瓦以下的核反應(yīng)堆動(dòng)力裝置 定義為"小型堆"，發(fā)電功率在300-600兆瓦之間的核反應(yīng)堆動(dòng)力裝置定義為"中型堆"，二 者統(tǒng)稱(chēng)為"中小型核反應(yīng)堆"，英文簡(jiǎn)稱(chēng)SMR(Small and Medium-sized Reactors)。中小型核 反應(yīng)堆與大型核電在技術(shù)和應(yīng)用上各有特色、互為補(bǔ)充。為滿足不同需求，IAEA積極鼓勵(lì) 發(fā)展安全、可靠、經(jīng)濟(jì)上可行和抗核擴(kuò)散的模塊式小型堆。世界核能發(fā)達(dá)國(guó)家在發(fā)展大型核 電機(jī)組的同時(shí)，也都在積極研發(fā)多用途模塊式小型反應(yīng)堆，這些小型堆包括輕水堆、高溫氣 冷堆、液態(tài)金屬冷卻快中子堆、熔鹽堆等。
[0003] 近年來(lái)，國(guó)外很多核電技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家包括美國(guó)、俄羅斯、阿根廷、韓國(guó)、日本、南非 等國(guó)都正在致力于研發(fā)安全性好、又有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的中小型多用途反應(yīng)堆，主要用于發(fā)電， 還可兼顧熱電、水電聯(lián)供以及其它特殊用途等，一部分中小型反應(yīng)堆已進(jìn)入工程研究階段。 國(guó)外近年來(lái)該類(lèi)泵已快趨于成熟階段。很多核電技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家正在致力于研發(fā)安全性好、 又有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的中小型多用途反應(yīng)堆。
[0004] 目前，單一發(fā)展沿海大型核電機(jī)組已不能完全適應(yīng)核能廣范應(yīng)用的要求。從核電 市場(chǎng)需求看，發(fā)達(dá)國(guó)家和中等發(fā)達(dá)國(guó)家的電力供應(yīng)已趨于飽和。未來(lái)的核電需求將逐漸轉(zhuǎn) 移到廣大發(fā)展中國(guó)家和能源短缺的國(guó)家及內(nèi)陸地區(qū)，這些國(guó)家和地區(qū)受地理位置、地質(zhì)、氣 象、水源、經(jīng)濟(jì)能力和電網(wǎng)容量的限制，不適宜建造大型核電機(jī)組。而小型堆的設(shè)計(jì)目標(biāo)還 著重于從根原上消除事故的發(fā)生，取消了一回路主管道，從而消除反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)失水事 故，并且在遇到緊急事故時(shí)可有效在減少場(chǎng)外應(yīng)急措施和人為干預(yù)。目前，由于該小型核反 應(yīng)堆用核主泵技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚屬空白。如圖3所示，在以往的高溫介質(zhì)的泵機(jī)組的結(jié)構(gòu)中，泵 與電機(jī)之間的隔熱是采用隔熱屏，密封則是采用迷宮環(huán)，迷宮環(huán)通過(guò)一套緊錮件連接在一 起，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向距離又大。
[0005]


【發(fā)明內(nèi)容】
：本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、可靠、安全的小型 核反堆用核主泵結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種小型核電站用主泵結(jié)構(gòu)，主泵的進(jìn)出 口為同心雙層套管結(jié)構(gòu)，入口導(dǎo)葉（1)與密封環(huán)（2)之間靠密封環(huán)螺栓（13)、密封環(huán)墊片 (14)相連接，葉輪（3)通過(guò)鍵（6)和葉輪螺栓（7)、葉輪螺栓墊片（8)固定在轉(zhuǎn)軸（23)上， 出口導(dǎo)葉（4)通過(guò)出口導(dǎo)葉螺栓（15)和出口導(dǎo)葉墊片（16)固定在入口導(dǎo)葉（1)上，卡環(huán) (5) 通過(guò)卡環(huán)螺栓（17)、卡環(huán)墊片（18)固定在出口導(dǎo)葉⑷上，兩個(gè)活塞環(huán)（9)套在出口 導(dǎo)葉（4)上，與壓力容器的內(nèi)筒（24)相接觸，封頭（10)帶有螺紋擰在出口導(dǎo)葉（4)上之后 并用焊接方式焊牢，入口導(dǎo)葉（1)通過(guò)入口導(dǎo)葉螺栓（11)、入口導(dǎo)葉墊片（12)聯(lián)接到驅(qū)動(dòng) 裝置（26)上，驅(qū)動(dòng)裝置（26)通過(guò)主螺栓（19)、主螺母（20)、主螺栓墊片（21)與壓力容器 的外筒（25)相連接，隔熱密封體（22)連接在驅(qū)動(dòng)裝置（26)上。
[0006] 本實(shí)用新型的工作過(guò)程為：泵的進(jìn)出口為同心雙層套筒結(jié)構(gòu)，泵的吸入口為壓力 容器雙層套筒的外筒（25)與壓力容器雙層套筒的內(nèi)筒（24)之間的環(huán)腔，排出口為雙層套 筒的內(nèi)筒（24)，泵和驅(qū)動(dòng)裝置共用一根轉(zhuǎn)軸，驅(qū)動(dòng)裝置（26)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)葉輪（3)從壓力容 器雙層套筒的外筒（25)把介質(zhì)通過(guò)入口導(dǎo)葉（1)吸入，再通過(guò)出口導(dǎo)葉（4)把介質(zhì)打到壓 力容器雙層套筒的內(nèi)筒（24)中、即被抽送介質(zhì)從雙層套筒的環(huán)腔經(jīng)180°拐彎后經(jīng)由葉輪 ⑶吸入后，再經(jīng)導(dǎo)葉⑷排出到雙層套筒的內(nèi)筒（24)中，完成泵的工作。
[0007] 本實(shí)用新型的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是：
[0008] 1、本實(shí)用新型的核主泵沒(méi)有自身的泵殼，借助于反應(yīng)堆壓力容器的管道作為自己 的泵殼。因小型核反應(yīng)堆取消了一回路的主管道，故為了節(jié)省模塊化小型核反應(yīng)堆的空間， 它是借助于反應(yīng)堆壓力容器的雙層套筒作為核主泵的泵殼來(lái)進(jìn)行工作，同時(shí)對(duì)于核主泵來(lái) 說(shuō)也節(jié)省了材料。
[0009] 2、本實(shí)用新型的核主泵是反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力邊界的組成部分，能夠保證反應(yīng) 堆冷卻劑壓力邊界系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完整性。
[0010] 3、本實(shí)用新型的核主泵是將泵部分和驅(qū)動(dòng)裝置單獨(dú)安裝完成后，再整體的插入到 壓力容器內(nèi)，安裝和維修更加方便。
[0011] 4、本實(shí)用新型的核主泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，泵與驅(qū)動(dòng)裝置之間設(shè)置了一個(gè)帶迷宮結(jié)構(gòu)的隔 熱密封體，一是起到與驅(qū)動(dòng)裝置之間的介質(zhì)的密封作用；二是阻止熱量傳遞給驅(qū)動(dòng)裝置，保 證驅(qū)動(dòng)裝置的使用壽命，如圖2所示。
[0012] 5、本實(shí)用新型的核主泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在出口導(dǎo)葉和入口導(dǎo)葉之間連接螺栓孔的槽 部設(shè)置有雙半的卡環(huán)，卡環(huán)與出口導(dǎo)葉之間用螺栓螺接，該雙半卡環(huán)的設(shè)置便于出口導(dǎo)葉 與入口導(dǎo)葉之間的安裝和拆卸，同時(shí)保證了水力部分入口流道的完整性，避免產(chǎn)生吸入漩 渦，如圖4所示。
[0013] 6、本實(shí)用新型的核主泵特點(diǎn)如圖5所示，在出口導(dǎo)葉與壓力容器雙層套筒的內(nèi)筒 之間設(shè)置了兩個(gè)活塞環(huán)，作用一是為了出口導(dǎo)葉與壓力容器雙層套筒的內(nèi)筒之間有一定的 間隙且易于安裝，二是為了保證整個(gè)定子部件之間充分接觸，起到壓力容器雙層套筒的內(nèi) 筒高壓腔與出口導(dǎo)葉外部低壓腔之間的密封作用，三是在壓力容器雙層套筒的內(nèi)筒與入口 導(dǎo)葉之間起一定的輔助支撐作用，使定子組成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。同時(shí)兩個(gè)活塞環(huán)在一個(gè)失效 的情況下另一個(gè)同樣能起到上述的三個(gè)作用，是具有雙重保險(xiǎn)的結(jié)構(gòu)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】：
[0014] 圖1為本實(shí)用新型一種核主泵結(jié)構(gòu)示意圖
[0015] 圖2隔熱密封體圖
[0016] 圖3以往同類(lèi)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的隔熱屏和迷宮環(huán)的結(jié)構(gòu)
[0017] 圖4卡環(huán)結(jié)構(gòu)圖
[0018] 圖5活塞環(huán)圖

【具體實(shí)施方式】：
[0019] 如圖1所示：主泵的進(jìn)出口設(shè)計(jì)為同心雙層套管結(jié)構(gòu)，入口導(dǎo)葉1與密封環(huán)2之 間靠密封環(huán)螺栓13、密封環(huán)墊片14相連接，葉輪3通過(guò)鍵6和葉輪螺栓7、葉輪螺栓墊片8 固定在轉(zhuǎn)軸23上，出口導(dǎo)葉4通過(guò)出口導(dǎo)葉螺栓15和出口導(dǎo)葉墊片16固定在入口導(dǎo)葉1 上，如圖4所示的卡環(huán)5通過(guò)卡環(huán)螺栓17、卡環(huán)墊片18固定在出口導(dǎo)葉4上，兩個(gè)活塞環(huán)9 套在出口導(dǎo)葉4上，與壓力容器的內(nèi)筒24相接觸，封頭10帶有螺紋擰在出口導(dǎo)葉4上之后 并用焊接方式焊牢，入口導(dǎo)葉1通過(guò)入口導(dǎo)葉螺栓11、入口導(dǎo)葉墊片12聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)裝置26 上，驅(qū)動(dòng)裝置26通過(guò)主螺栓19、主螺母20、主螺栓墊片21與壓力容器的外筒25相連接，如 圖2所示的隔熱密封體22連接在驅(qū)動(dòng)裝置26上。泵的吸入口為壓力容器雙層套筒的外筒 25與壓力容器雙層套筒的內(nèi)筒24之間形成的環(huán)腔，主泵的排出口為雙層套筒的內(nèi)筒24,泵 和驅(qū)動(dòng)裝置共用一根轉(zhuǎn)軸23。整個(gè)泵的流道為雙層套筒的環(huán)腔在入口導(dǎo)葉1處經(jīng)180°拐 彎后再經(jīng)葉輪3到出口導(dǎo)葉4,再到雙層套筒的內(nèi)筒24。在泵與驅(qū)動(dòng)裝置之間設(shè)置了一個(gè) 帶有迷宮環(huán)結(jié)構(gòu)的隔熱密封體22。在出口導(dǎo)葉4和入口導(dǎo)葉之1間安裝的螺栓孔的槽部外 設(shè)置有雙半的卡環(huán)5,卡環(huán)5與出口導(dǎo)葉4之間用卡環(huán)螺栓17連接。在出口導(dǎo)葉4與壓力 容器雙層套筒的內(nèi)筒24之間設(shè)置了結(jié)構(gòu)如圖5所示的兩個(gè)活塞環(huán)9。
【權(quán)利要求】
1. 一種小型核電站用主泵結(jié)構(gòu)，其特征是：主泵的進(jìn)出口為同心雙層套管結(jié)構(gòu)，入口 導(dǎo)葉（1)與密封環(huán)⑵之間靠密封環(huán)螺栓（13)、密封環(huán)墊片（14)相連接，葉輪⑶通過(guò)鍵 (6)和葉輪螺栓（7)、葉輪螺栓墊片⑶固定在轉(zhuǎn)軸（23)上，出口導(dǎo)葉（4)通過(guò)出口導(dǎo)葉螺 栓（15)和出口導(dǎo)葉墊片（16)固定在入口導(dǎo)葉⑴上，卡環(huán)（5)通過(guò)卡環(huán)螺栓（17)、卡環(huán) 墊片（18)固定在出口導(dǎo)葉（4)上，兩個(gè)活塞環(huán)（9)套在出口導(dǎo)葉（4)上，與壓力容器的內(nèi) 筒（24)相接觸，封頭（10)帶有螺紋擰在出口導(dǎo)葉（4)上之后并用焊接方式焊牢，入口導(dǎo)葉 ⑴通過(guò)入口導(dǎo)葉螺栓（11)、入口導(dǎo)葉墊片（12)聯(lián)接到驅(qū)動(dòng)裝置（26)上，驅(qū)動(dòng)裝置（26) 通過(guò)主螺栓（19)、主螺母（20)、主螺栓墊片（21)與壓力容器的外筒（25)相連接，隔熱密封 體（22)連接在驅(qū)動(dòng)裝置（26)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型核電站用主泵結(jié)構(gòu)，其特征是：泵的吸入口為壓力 容器雙層套筒的外筒（25)與壓力容器雙層套筒的內(nèi)筒（24)之間形成的環(huán)腔，主泵的排出 口為雙層套筒的內(nèi)筒（24)，泵和驅(qū)動(dòng)裝置共用一根轉(zhuǎn)軸（23)，整個(gè)泵的流道結(jié)構(gòu)為雙層套 筒的環(huán)腔在入口導(dǎo)葉（1)處經(jīng)180°拐彎后再經(jīng)葉輪（3)到出口導(dǎo)葉（4)，再到雙層套筒的 內(nèi)筒（24)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型核電站用主泵結(jié)構(gòu)，其特征是：在泵與驅(qū)動(dòng)裝置之 間設(shè)置了一個(gè)帶有迷宮環(huán)結(jié)構(gòu)的隔熱密封體（22)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型核電站用主泵結(jié)構(gòu)，其特征是：在出口導(dǎo)葉（4)和 入口導(dǎo)葉（1)之間安裝的螺栓孔的槽部外設(shè)置有雙半的卡環(huán)（5)，卡環(huán)（5)與出口導(dǎo)葉（4) 之間用卡環(huán)螺栓（17)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型核電站用主泵結(jié)構(gòu)，其特征是：在出口導(dǎo)葉（4)與 壓力容器雙層套筒的內(nèi)筒（24)之間設(shè)置了兩個(gè)活塞環(huán)（9)。
【文檔編號(hào)】F04D29/42GK203847399SQ201420265627
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】張麗平, 蔡龍, 李藏雪, 索文旭, 魏曉玲, 李函霖, 董娜 申請(qǐng)人:哈爾濱電氣動(dòng)力裝備有限公司