专利名称：一种核电站用的上充泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种核电站用上充泵，具体涉及一种核电站用的上充泵。
背景技术：
上充泵是化学和容积控制系统(RCV)的重要组成部分，该上充泵的主要功能如下I)给反应堆冷却剂系统提供上充水流，从而维持稳压器中正常液位；2)给三台反应堆冷却剂泵的一号密封提供冷却水，此水流也起到防止高温冷却剂通过密封泄漏的作用； 3)用作安全注入泵，防止失水事件(LOCA)中堆芯的裸露。目前在核电站中使用的上充泵通常为卧式、双壳体、多级离心泵。离心泵高速运转时会产生较大的轴向力，另外根据核电站系统要求,上充泵水力性能要求的工况点有五个，流量范围跨度大，加上泵的总压头很高，且工作流量很小，还有上充泵属于离心泵中的低比转速泵，叶轮、导叶的流道狭窄，导致水力部件设计非常困难，另外，上充泵要求在多个流量工况点都能工作，其跨度范围大大超出一般离心泵的范围，尤其是小流量要求无不稳定区(无驼峰)，因此需要研制一种能满足上充泵五个工况点特殊性能的要求的转子部件。这种多级离心泵存在以下缺陷I)进、出口接管均设置在外筒上，另外，泵两端均设置机械密封，特别是高压端的机械密封承受的压力相对要大一些，两端均要设置外置式的机械密封冲洗管路，因此一般体积较大，占用厂房空间大；2)内、外壳体多为整体结构，内壳体多为两端固定，当泵在热瞬态工况下，由于内壳体介质温度在瞬间发生巨变，泵组尤其是内壳体会因为热胀冷缩的原因在轴向方向发生一定位移等技术问题，另外内壳体的整体结构会造成内流道长，使内流道的清砂和打磨不方便，并且整体铸造难度较高；3)叶轮之间流道的联接多由导叶或长流道来实现，叶轮之间流道的联接多由导叶或长流道来实现，不方便加工及无损伤检验；4)多级导叶之间通常用螺钉、O形圈等方式联接，这样不仅使得泵的结构复杂，且不方便拆装和检修；又因为上充泵输送的介质中含有放射性物质，这无疑增大了检修人员摄入放射性物质的危险性；5)支撑往往为两点支撑，即通过泵驱动端和非驱动端各设一个轴承来支撑，因此使转轴的刚性不够高，影响了上充泵的工作效率。
发明内容本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种核电站用的上充泵，它能减小泵的体积，满足上充泵的特殊性能要求，并且工作效率高。实现上述目的的技术方案是一种核电站用的上充泵，包括定子部件、转子部件、轴承部件及轴封装置所述定子部件包括泵头、筒体及尾板，所述筒体包括外壳体及内壳体，所述转子部件包括转轴及套装在转轴上的叶轮、中间轴套、前轴套、推力盘、定位套及后轴承套，所述轴承部件包括驱动端轴承、中间辅助轴承及非驱动端轴承，其中所述泵头包括圆盘结构的并开设有轴向孔、进口孔及出口孔的主体部；所述筒体的外壳体固定在所述泵头的后端面上，该外壳体的内腔包括位于前大部分的内壳体腔及位于后小部分的后轴承腔；所述筒体的内壳体为径向剖分结构并包括依次前后连接的首板、泵头侧导流体、中间段、筒体侧导流体、尾盖及后轴承盖，所述首板、泵头侧导流体、中间段、筒体侧导流体及尾盖连接后间隔地具有完整的容纳叶轮的型腔；所述定子部件的内壳体的首板固定在所述泵头的后端面上，以使所述首板、泵头侧导流体、中间段、筒体侧导流体、尾盖的前半部位于所述外壳体的内壳体腔中，所述尾盖 的后半部及后轴承盖位于所述外壳体的后轴承腔中，并使所述后轴承盖的后端面与所述尾 板的前端面具有一自由的空间；所述转子部件中的叶轮由十二级叶轮构成，所述十二级叶轮包括首级叶轮、二至四级叶轮及五至十二级叶轮，前四级叶轮的进水口指向所述上充泵的驱动端，后八级叶轮与前四级叶轮背对背布置；所述中间轴套设在所述第四级叶轮与所述第五级叶轮之间；所述前轴套、推力盘及定位套依次设在所述首级叶轮的前方；所述后轴承套设在所述第十二级叶轮的后部；所述驱动端轴承包括上轴承盖、下轴承体、前、后轴承端盖、一双面推力轴承、一滑动轴承、两个油封室及两个浮动密封，所述上轴承盖和下轴承体分别连接在所述泵头的前端面上并通过前、后轴承端盖连成一体并构成轴承室；所述双面推力轴承设在所述轴承室中并位于所述推力盘的前后两端面；所述滑动轴承设在所述轴承室中并位于所述双面推力轴承的前部；所述两个油封室设在所述轴承室中并分别位于所述双面推力轴承的后部及所述滑动轴承的前部；所述两个浮动密封一一地设在两个所述油封室中；所述中间辅助轴承为液体静压轴承并设在所述第四级叶轮及第五级叶轮之间，该中间辅助轴承的内表面的前部沿圆周均布地设有若干个矩形水腔，所述非驱动端轴承也为液体静压轴承并设在地十二级叶轮的后部，该非驱动端轴承的内表面的中部沿圆周均布地设有若干个工字形水腔；所述轴封装置为集装式机械密封，该轴封装置安装在转轴上并位于所述泵头的轴向孔的前部。上述的核电站用的上充泵，其中，所述泵头上的轴向孔开设在主体部的前后端面中央，所述泵头上的进口孔开设在主体部的外周面上并由连通的上下两段构成，所述进口孔上段与所述轴向孔垂直，所述进口孔下段与所述进口孔上段成一钝角，并且所述进口孔下段的下孔口位于所述主体部的后端面上；所述泵头上的出口孔与进口孔下段成180°地开设在主体部的外周面上并与所述轴向孔连通；上述的核电站用的上充泵，其中，所述首板的后端面设有一个以180°对称布置的半螺旋状的涡室；所述泵头侧导流体由三节单元导流体构成，每节单元导流体的前后端面上分别设有一以180°对称布置的半螺旋状的涡室；所述中间段的前后端面上分别设有一以180°对称布置的半螺旋状的涡室；所述筒体侧导流体由七节单元导流体构成并与泵头侧导流体相背安装；所述尾盖的前端面上设有一个以180°对称布置的半螺旋状的涡室；所述首板的后端面、每节单元导流体的前后端面、中间段的前后端面及尾盖的前端面上分别轴向开设对应的定位销孔和连接通孔；所述首板、泵头侧导流体的三节单元导流体及中间段之间通过销子以前一节单元导流体的后端面上的销孔相对后一节单元导流体的前端面上的销孔径向定位并通过一穿过所述连接通孔的拉紧螺柱和螺母将首板、泵头侧导流体的三节单元导流体及中间段轴向锁紧；所述中间段、筒体侧导流体的七节单元导流体及尾盖之间通过销子以前一节单元导流体的后端面上的销孔相对后一节单元导流体的前端面上的销孔径向定位并通过一穿过所述连接通孔的拉紧螺柱和螺母将中间段、筒体侧导流体的七节单元导流体及尾盖轴向锁紧。上述的核电站用的上充泵，其中，所述中间辅助轴承由一圆筒及连接在圆筒一端的法兰构成，所述圆筒的内表面的中部和后部分别开设一回水槽及一封水槽，并在每个矩形水腔的底面中央径向开设一进水孔，所述圆筒的前端面上轴向开设若干与所述回水槽连通的出水孔；所述圆筒的外表面开设若干与所述封水槽连通的斜孔。 上述的核电站用的上充泵，其中，所述非驱动端轴承上的每个工字形水腔的底面中央径向开设一进水孔。上述的核电站用的上充泵，其中，所述轴封装置包括机封轴套、压板、旋转环、静环座、静环、压环、若干弹簧及节流衬套，所述机封轴套包括一轴套本体及一连接在轴套本体后端的套盘，套盘的前端面上设有一环槽，该机封轴套通过锁紧盘固定地套装在转轴上；所述压板包括一法兰及连接在法兰后端面上的套筒，法兰的前端面设有一凹坑，该套筒的内腔面为外高内低的一级台阶面，在套筒的外侧台阶面上均布地开设若干盲孔；该压板以其法兰间隙地套在所述机封轴套的轴套本体外、套筒间隙地套在所述机封轴套的套盘外的方式固定在所述泵头的前端面上；所述旋转环固定在所述机封轴套的环槽中；所述静环座可轴向移动地安装在所述压板的套筒的内腔；所述静环安装在所述压板的套筒的内腔并固定在所述静环座的后端面上；所述压环套装在所述静环的外端并固定在所述静环座的后端面上；所述若干弹簧一一放置在所述压板的盲孔中，该若干弹簧的后端连接在所述静环座的前端面上，以使所述静环的后端面始终与所述旋转环的前端面贴合；所述节流衬套安装在所述压板的凹坑中。上述的核电站用的上充泵，其中，所述主体部的外周面上还径向开设一与所述轴向孔连通的机封冲洗孔。上述的核电站用的上充泵，其中，所述压板的法兰的后端面上还开设一与所述套筒内腔连通的冲洗孔。上述的核电站用的上充泵，其中，所述轴套本体的前部外表面上设有一卡槽，在该卡槽中卡装一定位片，以使所述压板抵靠在所述定位片的后端面上。本发明的核电站用的上充泵具有以下结构特点I)泵的总体结构为双壳体，单轴承油润滑、单机械密封、高压侧整体密封。筒体、泵头、尾板组成压力边界。筒体上无开孔，由于压力边界采用完全对称圆柱形整体锻件，制造过程中降低了加工难度，方便无损探伤检验；2)泵头整体锻造，进、出口法兰在同一中心线上并分布在泵头两侧；泵头与进出口法兰的焊接位置采用凸出圆管结构形式，方便对焊接部位进行探伤检查；[0034]3)泵芯部件为径向剖分结构，泵芯部件的非驱动端轴向方向是自由的，在事故工况下，能够承受热膨胀时轴向的延伸；4)导流体间通过销子定位，维修时拧松拉紧螺栓和螺母，很方便的能够清洗导流体，检修和装配都很方便简单；5)导流体为整体铸造件，采用180°对称半螺旋涡室结构，叶轮在运行中产生的径向力自动平衡；导流体属于径向剖分结构，可以通过打磨流道表面提高表面粗糙度，提高了泵的效率，在维修时对流道更容易清洗，粘附辐射介质可能性减小，保证维修人员的安全；6)转子部件上的各零件与轴的配合为间隙配合，各级叶轮都通过卡环定位，拆卸转子部件上零件时不用加热，避免污染物的蒸发；维修时方便对间隙内的污染物冲洗，保证维修人员安全；7)泵共有十二级叶轮，前四级叶轮吸入口指向联轴器，后八级叶轮与前四级叶轮 背对背对称布置，轴头端的压力为第四级叶轮出口的压力，残余轴向力由双面推力轴承承受，避免了平衡机构的设置，绝不会发生轴向力平衡机构咬合而断轴的事故；8)采用三种叶轮组合，首级叶轮要兼顾抗汽蚀性能，五至十二级叶轮兼顾泵流量-扬程曲线的陡降特性，这种巧妙地组合满足上充泵特殊性能的要求；9)与叶轮前、后口环配套的泵体密封环采用迷宫密封，保证转子部件与定子部件之间无接触，能够在事故工况下承受热冲击以及抗颗粒水的磨损；10)第四级与第五级叶轮间以及泵非驱动端设置了辅助支承轴承，它们与泵驱动端的油润滑轴承形成对转子部件的三点支承，保证在任何工况下转子都为刚性；11)泵的非驱动端用尾板封闭，减少一个轴封装置和油润滑轴承。其优点有a)不需要设置平衡水管，降低了因平衡水管堵塞而引起泵运行的不稳定；b)没有机封就没有轴封泄漏的风险，以及机封更换带来的维修时间和周期；c)减少了润滑油管路及润滑油量；d)减少一个轴承系统对无预润滑油启动减少故障点，提高了泵的运行可靠性。12)泵驱动端设置有承受轴向力的双面推力轴承和承受径向力的滑动轴承。在推力轴承和滑动轴承外侧都设置有油封室和浮动密封，一旦泵经过初始运行，就会在油封室和浮动密封间保存润滑油，这样就非常简单地实现无预润滑启动；13)泵的轴封采用集装式机械密封结构，并采用自冲洗方案；机封冲洗水管路及旋风分离器都巧妙的设计在泵头上，外部没有管路，安全隐患也就减少了。机械密封压板上设置了节流衬套，即使机械密封失效，泵的轴封泄漏量小于最低要求。
图I为本实用新型的核电站用的上充泵的结构示意图；图2为本实用新型的核电站用的上充泵的定子部件的结构示意图；图3为本实用新型的核电站用的上充泵的内壳体的结构示意图；图4为本实用新型的核电站用的上充泵的定子部件中单元导流体的结构示意图；图5为本实用新型的核电站用的上充泵的定子部件中泵头的结构示意图。图6为本实用新型的核电站用的上充泵的转子部件的结构示意图；[0055]图7a、图7b、图7c分别为本实用新型的核电站用的上充泵的转子部件中首级叶轮、二至四级叶轮、五至十二级叶轮的结构示意图；图8为本实用新型的核电站用的上充泵的驱动端轴承的结构示意图；图9为本实用新型的核电站用的上充泵的中间轴承的结构示意图；图10为本实用新型的核电站用的上充泵的非驱动端轴承的结构示意图；图11为本实用新型的核电站用的上充泵的轴封装置的结构示意图。
具体实施方式
为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明请参阅图1，本实用新型的请参阅图1，核电站用的上充泵包括定子部件I、转子部件2、轴承部件及轴封装置4。轴承部件包括驱动端轴承31、中间辅助轴承32及非驱动端轴承33。再请参阅图2，本实用新型的核电站用的上充泵的定子部件包括依次前后连接的泵头11、筒体及尾板14。其中，筒体包括外壳体12及内壳体13，筒体与泵底座联接位置设有筒体滑道块130，保证上充泵拆卸安装复位性高；同时，在事故工况运行，使定子部件能够承受热膨胀时轴向的延伸，不影响泵的中心与增速机的中心对中，保证泵组的可运行性和稳定性；外壳体13固定在泵头11的后端面上，该外壳体13的内腔包括位于前大部分的内壳体腔及位于后小部分的后轴承腔。再请参阅图3，内壳体12为径向剖分结构并包括依次连接的首板121、泵头侧导流体122、中间段123、筒体侧导流体124、尾盖125、后轴承盖126及密封环1200。其中首板121的后端面设有一个以180°对称布置的半螺旋状的涡室；泵头侧导流体122由三节单元导流体120构成，每节单元导流体120的前后端面上分别设有一以180°对称布置的半螺旋状的涡室；中间段123的前后端面上分别设有一以180°对称布置的半螺旋状的涡室；筒体侧导流体124由七节单元导流体120构成并与泵头侧导流体122相背安装；尾盖125的前端面上设有一个以180°对称布置的半螺旋状的涡室；首板121的后端面、每节单元导流体120的前后端面、中间段123的前后端面及尾盖125的前端面上分别轴向开设对应的定位销孔和连接通孔；首板121、泵头侧导流体122的三节单元导流体120及中间段123之间通过销子127以前一节单元导流体120的后端面上的销孔相对后一节单元导流体120的前端面上的销孔径向定位并通过一穿过连接通孔的拉紧螺柱128和螺母129将首板121、泵头侧导流体122的三节单元导流体120及中间段123轴向锁紧；中间段123、筒体侧导流体124的七节单元导流体120及尾盖125之间通过销子127以前一节单元导流体120的后端面上的销孔相对后一节单元导流体120的前端面上的销孔径向定位并通过一穿过连接通孔的拉紧螺柱128和螺母129将中间段123、筒体侧导流体124的七节单元导流体120及尾盖125轴向锁紧；首板121、泵头侧导流体122、中间段123、筒体侧导流体124及尾盖125连接后间隔地具有完整的容纳叶轮的型腔，可以将叶轮在运行中产生的径向力自动平衡。[0072]再请参阅图4，每节单元导流体120的前后端面上分别设有一以180°对称布置的半螺旋状的涡室1211、1211’，以使连接后的导流体间隔地具有完整的容纳叶轮的型腔；每节单元导流体120的前涡室1211的底壁中央还分别开设一吸入口 1213，后涡室1211’的底壁中央开设一吐出口 1214，每节单元导流体的两端面之间还具有一压水室1212，每节单元导流体120的前后端面上分别轴向开设对应的定位销孔1215和连接通孔1216 ;每节单元导流体120的前端面上分别轴向开设有流道1217。密封环1200安装在每节单元导流体120的吸入口及吐出口的孔壁上，每个密封环1200的内孔壁上设有若干迷宫式密封槽，能够避免悬浮固体对过流部件的磨损和破坏。泵头侧导流体122和筒体侧导流体124的定位结构，大大减少了每节导 流体联接所需的零件数量，维修时只需拧松拉紧螺柱12的螺母，就能很方便地清洗导流体，使导流体的检修和装配都很方便简单。密封环1200的材料为马氏体不锈钢，通过热处理使它们表面的硬度差大于50HB，这就保证了转子部件上的叶轮与导流体之间无接触，悬浮固体在泵运行时可以匿藏在密封环的迷宫式密封槽中，这样就避免悬浮固体对过流部件的磨损和破坏，从而保证上充泵在事故工况下设备的完整性、可运行性和稳定性。再请参阅图5并结合参阅图2，泵头11包括圆盘结构的主体部及连接在主体部上的进口法兰15及出口法兰16，该主体部上开设有轴向孔111、进口孔112及出口孔113。其中轴向孔111开设在主体部的前后端面中央；进口孔112开设在主体部的外周面上并由连通的上下两段构成，进口孔上段与轴向孔111垂直，进口孔下段与进口孔上段成一钝角，并且进口孔下段的下孔口位于主体部的后端面上；出口孔113与进口孔上段成180°地开设在主体部的外周面上并与轴向孔111连通；主体部的外周面上还径向开设一与轴向孔111连通的机封冲洗孔114 ；进口法兰15通过焊接方式并与进口孔112同轴地连接在主体部的外周面上；出口法兰16通过焊接方式并与出口孔112同轴地连接在主体部的外周面上；为了方便对焊接部位进行探伤检查，主体部的外周面上还在与进口法兰15和出口法兰16连接的位置设有凸台。检修时，只要松开进口法兰15和出口法兰16的螺栓就能够整体将泵吊装。泵头11还在与泵底座联接的位置，即主体部的前端面连接两个定位键17，以及在主体部的外周面上连接一个泵头滑道块18，既保证上充泵的定位安装，又使得泵组拆卸安装复位性高，从而保证泵组的可运行性和稳定性。内壳体12的首板121固定在泵头11的后端面上，以使首板121、泵头侧导流体122、中间段123、筒体侧导流体124、尾盖125的前半部位于外壳体13的内壳体腔中，尾125盖的后半部及后轴承盖126位于外壳体13的后轴承腔中，并使后轴承盖126的后端面与尾板14的前端面具有一自由的空间。泵头11和尾板14均由螺柱、螺母和垫圈固定在筒体上；泵头11与筒体之间、筒体与尾板14之间均采用O形圈密封.[0087]再请参阅图6，转子部件2包括转轴20及套装在转轴20上的叶轮、中间轴套24、前轴套25、推力盘26、定位套27、后轴承套28及锁紧螺母29，其中，叶轮由十二级叶轮构成，该十二级叶轮包括首级叶轮21、二至四级叶轮22、五至十二级叶轮23。前四级叶轮的进水口指向上充泵的驱动端，后八级叶轮与前四级叶轮背对背对称布置；十二级叶轮分别通过卡环201和传动键202安装在转轴20上；中间轴套24设在第四级叶轮22与第五级叶轮3之间； 前轴套25、推力盘26及定位套27通过锁紧螺母29固定在转轴20上并设在首级叶轮21的前方；后轴承套28通过锁紧螺母29固定在转轴20上并设在第十二级叶轮23的后部。再请参阅图7a、图7b、图7c，首级叶轮21、二至四级叶轮22及五至十二级叶轮23分别包括轮毂211、221、231前盖板212、222、232、后盖板213、223、233及若干叶片214、224、234，其中，轮毂211、221、231与后盖板213、223、233连接，若干叶片214、224、234分别均布地连接在前盖板212、222、232和后盖板213、223、233之间；前盖板212、222、232和后盖板213、223、233的直径相等；首级叶轮21的进口直径Dll与出口宽度LI及出口直径D12之比为11 14 I 5. 5 7. 5 ;二至四级叶轮22的进口直径D21与出口宽度L2及出口直径D22之比为18. 5
20.5 I 8. 5 10. 5 ;五至十二级叶轮23的进口直径D31与出口宽度L3及出口直径D32之比为19. 5
21.5 I 9. 5 11. 5 ;首级叶轮21的轮毂211的长度短于二至四级叶轮22的轮毂221的长度及五至十二级叶轮23的轮毂231的长度；首级叶轮21和的叶片214数量和二至四级叶轮22的叶片224数量均为五片，五至十二级叶轮23的叶片234数量为三片。叶轮结构的参数设计，由于水力的因素，叶轮的进口直径、出口宽度及出口直径根据水力的因素变化而变化，为了满足大流量工况的要求，将首级叶轮21的出口宽度适当加宽，并且首级叶轮21兼顾了上充泵的抗汽蚀性能要求，五至十二级叶轮23兼顾了上充泵的流量-扬程曲线陡降特性。能显著提高上充泵的效率，降低能耗。每级叶轮都是整体铸造，由卡环201锁紧并用传动键202传递扭矩，防止在旋转时松动。键槽和轴肩的内、外端均设有圆角，以防止明显的应力集中，另外，叶轮与转轴采取间隙配合的方式，方便拆卸和装配，更重要的是在维修时方便对放射性物质进行清洗。转轴上开键槽时，充分考虑叶轮叶片的位置的均匀性，键槽均匀地分布在转轴上360°的范围内。转轴的临界转速计算第一阶临界转速比最大转速大25%以上，此速度完全偏离所有可预见激振频率(即50Hz)。所以，转轴是刚性的。由于上充泵的非驱动端的结构是封闭的，这种结构泵的轴向力与入口压力相关，所以总的轴向力分别是由作用在叶轮上的、泵入口压引起的、中间及端部轴承引起的三部分轴向力合成。该上充泵叶轮组合的方式是驱动端四级与非驱动端八级背靠背布置，三种进口尺寸不同的叶轮巧妙的组合。通过计算作用在叶轮上的轴向合力的方向指向驱动端，由驱动端的推力轴承承受，避免了平衡机构的设置，绝不会发生轴向力平衡机构咬合而使转轴断裂的事故。再请参阅图8,驱动端轴承31包括上轴承盖311、下轴承体312、前、后轴承端盖313、314、、一双面推力轴承315、一滑动轴承316、两个油封室317、两个浮动密封318及轴承支撑座319，其中上轴承盖311、下轴承体312通过前、后轴承端盖313、314连成一体后构成轴承室并将推力盘26包容在内；双面推力轴承315包括两个推力块，该两个推力块分别设在轴承室中并位于推力 盘26的如后两端面；滑动轴承316包括轴瓦座及位于轴瓦座内腔的轴瓦，该径向滑动轴承316设在轴承室中并位于双面推力轴承6的前部；两个油封室317设在轴承室中并分别位于双面推力轴承315的后部及径向滑动轴承316的前部；两个浮动密封318--地设在两个油封室317中；轴承支撑座319连接在下轴承体312的下部，用于支撑轴承。双面推力轴承315用来承受轴向力，滑动轴承316用来承受径向力，并在双面推力轴承315和滑动轴承316外侧都设置有油封室317和浮动密封318，一旦上充泵经过初始运行，就会在油封室317和浮动密封318间保存润滑油，这样就非常简单地实现泵组的无需预润滑启动。再请参阅图9，中间辅助轴承32为一液体静压轴承，它由一圆筒321及连接在圆筒321 一端的法兰322构成，其中圆筒321的内表面的中部和后部分别开设一回水槽323及一封水槽324 ；圆筒321的内表面的前部沿圆周均布地设有若干个矩形水腔325，以形成圆周性水膜，能在泵静止时使转轴与轴承的接触面积小，泵在运行时，摩擦面积小，从而使功率消耗小，温升低；在每个矩形水腔325的底面中央径向开设一进水孔3250 ;每个进水孔3250均为外大内小的一级台阶孔；圆筒321的前端面上并在相邻两个矩形水腔5之间轴向开设若干与回水槽3连通的出水孔3230 ；圆筒321的外表面开设若干与封水槽324连通的斜孔3240。再请参阅图10，非驱动端轴承33也为一液体静压轴承，它呈一圆筒结构，圆筒的内表面的中部沿圆周均布地设有若干个工字形水腔331，以形成圆周性水膜，使泵在静止时转轴与轴承的接触面积大，抗振性能好，水膜挤压力大，起保护转子的作用并减少磨损；在每个工字形水腔331的底面中央径向开设一进水孔332，进水孔332为外大内小的一级台阶孔。再请参阅图11，轴封装置4安装在转轴20上并位于上充泵的泵头11的轴向孔111的前部，轴封装置4包括机封轴套41、压板42、旋转环43、静环座44、静环45、压环46、若干弹簧47、节流衬套48、定位片49及锁紧盘411，其中机封轴套41包括一轴套本体及一连接在轴套本体后端的套盘，套盘的前端面上设有一环槽，轴套本体的前部外表面上设有一卡槽，该机封轴套通过锁紧盘411固定地套装在转轴20上；压板42包括一法兰及连接在法兰后端面上的套筒，法兰的前端面设有一凹坑，该套筒的内腔面为外高内低的一级台阶面，在套筒的外侧台阶面上均布地开设若干盲孔；该压板42通过径向定位销421以其法兰间隙地套在机封轴套I的轴套本体外、套筒间隙地套在机封轴套41的套盘外的方式固定在泵头11的前端面上；压板42的法兰的后端面上还开设一与套筒内腔连通的冲洗孔422 ；旋转环43固定在机封轴套41的环槽中，以随转轴20 —起旋转；静环座44通过径向定位销440可轴向移动地安装在压板42的套筒的内腔中；静环45安装在压板42的套筒的内腔并固定在静环座44的后端面上； 压环46套装在静环45的外端并固定在静环座44的后端面上；若干弹簧47 放置在压板42的盲孔中，该若干弹簧47的后端连接在静环座4的前端面上，以使静环45的后端面始终与旋转环43的前端面贴合；节流衬套48通过径向定位销480安装在压板42的凹坑中；定位片49卡装在机封轴套41的卡槽中，以使压板42抵靠在定位片49的后端面上。机封轴套41的内腔面与转轴20之间、压板42的法兰后端面与泵头11之间、压板42的套筒外表面与泵头11之间、压板42的套筒的内腔面与静环座44之间、旋转环43的外表面与机封轴套41之间、静环45的前端面与静环座44之间、静环45的外表面与压环46之间分别设有O形密封圈412。轴封装置4的工作原理是在泵运转过程中，在泵头11的机械密封室和压板42构成的腔内会形成充满具有一定压力输送介质，由于旋转环43受压力的两端面面积不等，会形成向静环45的压紧力，而静环45通过弹簧47使旋转环43和静环45之间形成的接触面适度贴合，如此使该接触面之间维持一层极薄的液体膜从而达到密封的目的；压板42的法兰的后端面上还开设一与套筒内腔连通的冲洗孔422，与泵头11上开设的冲洗孔114连通，外部不用设置冲洗管路，并配有旋液分离器，用于将介质中的杂质和不洁悬浮物有效地分离出来，使洁净的介质用于对旋转环43和静环45的接触面的冲洗以及带走产生的热量。另外，在旋转环43与静环45失效后，节流衬套48能有效地减少机械密封的泄漏量，保证最大泄漏量小于最低要求。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
权利要求1.一种核电站用的上充泵，包括定子部件、转子部件、轴承部件及轴封装置所述定子部件包括泵头、筒体及尾板，所述筒体包括外壳体及内壳体，所述转子部件包括转轴及套装在转轴上的叶轮、中间轴套、前轴套、推力盘、定位套及后轴承套，所述轴承部件包括驱动端轴承、中间辅助轴承及非驱动端轴承，其特征在于， 所述泵头包括圆盘结构的并开设有轴向孔、进口孔及出口孔的主体部； 所述筒体的外壳体固定在所述泵头的后端面上，该外壳体的内腔包括位于前大部分的内壳体腔及位于后小部分的后轴承腔； 所述筒体的内壳体为径向剖分结构并包括依次前后连接的首板、泵头侧导流体、中间段、筒体侧导流体、尾盖及后轴承盖，所述首板、泵头侧导流体、中间段、筒体侧导流体及尾盖连接后间隔地具有完整的容纳叶轮的型腔； 所述定子部件的内壳体的首板固定在所述泵头的后端面上，以使所述首板、泵头侧导流体、中间段、筒体侧导流体、尾盖的前半部位于所述外壳体的内壳体腔中，所述尾盖的后半部及后轴承盖位于所述外壳体的后轴承腔中，并使所述后轴承盖的后端面与所述尾板的前端面具有一自由的空间； 所述转子部件中的叶轮由十二级叶轮构成，所述十二级叶轮包括首级叶轮、二至四级叶轮及五至十二级叶轮，前四级叶轮的进水口指向所述上充泵的驱动端，后八级叶轮与前四级叶轮背对背布置；所述中间轴套设在所述第四级叶轮与所述第五级叶轮之间；所述前轴套、推力盘及定位套依次设在所述首级叶轮的前方；所述后轴承套设在所述第十二级叶轮的后部; 所述驱动端轴承包括上轴承盖、下轴承体、前、后轴承端盖、一双面推力轴承、一滑动轴承、两个油封室及两个浮动密封，所述上轴承盖和下轴承体分别连接在所述泵头的前端面上并通过前、后轴承端盖连成一体并构成轴承室；所述双面推力轴承设在所述轴承室中并位于所述推力盘的前后两端面；所述滑动轴承设在所述轴承室中并位于所述双面推力轴承的前部；所述两个油封室设在所述轴承室中并分别位于所述双面推力轴承的后部及所述滑动轴承的前部；所述两个浮动密封一一地设在两个所述油封室中； 所述中间辅助轴承为液体静压轴承并设在所述第四级叶轮及第五级叶轮之间，该中间辅助轴承的内表面的前部沿圆周均布地设有若干个矩形水腔， 所述非驱动端轴承也为液体静压轴承并设在地十二级叶轮的后部，该非驱动端轴承的内表面的中部沿圆周均布地设有若干个工字形水腔； 所述轴封装置为集装式机械密封，该轴封装置安装在转轴上并位于所述泵头的轴向孔的前部。
2.根据权利要求I所述的核电站用的上充泵，其特征在于，所述泵头上的轴向孔开设在主体部的前后端面中央，所述泵头上的进口孔开设在主体部的外周面上并由连通的上下两段构成，所述进口孔上段与所述轴向孔垂直，所述进口孔下段与所述进口孔上段成一钝角，并且所述进口孔下段的下孔口位于所述主体部的后端面上；所述泵头上的出口孔与进口孔下段成180°地开设在主体部的外周面上并与所述轴向孔连通。
3.根据权利要求I所述的核电站用的上充泵，其特征在于， 所述首板的后端面设有一个以180°对称布置的半螺旋状的涡室； 所述泵头侧导流体由三节单元导流体构成，每节单元导流体的前后端面上分别设有一以180°对称布置的半螺旋状的涡室； 所述中间段的前后端面上分别设有一以180°对称布置的半螺旋状的涡室； 所述筒体侧导流体由七节单元导流体构成并与泵头侧导流体相背安装； 所述尾盖的前端面上设有一个以180°对称布置的半螺旋状的涡室； 所述首板的后端面、每节单元导流体的前后端面、中间段的前后端面及尾盖的前端面上分别轴向开设对应的定位销孔和连接通孔； 所述首板、泵头侧导流体的三节单元导流体及中间段之间通过销子以前一节单元导流体的后端面上的销孔相对后一节单元导流体的前端面上的销孔径向定位并通过一穿过 所述连接通孔的拉紧螺柱和螺母将首板、泵头侧导流体的三节单元导流体及中间段轴向锁紧；所述中间段、筒体侧导流体的七节单元导流体及尾盖之间通过销子以前一节单元导流体的后端面上的销孔相对后一节单元导流体的前端面上的销孔径向定位并通过一穿过所述连接通孔的拉紧螺柱和螺母将中间段、筒体侧导流体的七节单元导流体及尾盖轴向锁紧。
4.根据权利要求I所述的核电站用的上充泵，其特征在于，所述中间辅助轴承由一圆筒及连接在圆筒一端的法兰构成，所述圆筒的内表面的中部和后部分别开设一回水槽及一封水槽，并在每个矩形水腔的底面中央径向开设一进水孔，所述圆筒的前端面上轴向开设若干与所述回水槽连通的出水孔；所述圆筒的外表面开设若干与所述封水槽连通的斜孔。
5.根据权利要求I所述的核电站用的上充泵，其特征在于，所述非驱动端轴承上的每个工字形水腔的底面中央径向开设一进水孔。
6.根据权利要求I所述的核电站用的上充泵，其特征在于，所述轴封装置包括机封轴套、压板、旋转环、静环座、静环、压环、若干弹簧及节流衬套， 所述机封轴套包括一轴套本体及一连接在轴套本体后端的套盘，套盘的前端面上设有一环槽，该机封轴套通过锁紧盘固定地套装在转轴上； 所述压板包括一法兰及连接在法兰后端面上的套筒，法兰的前端面设有一凹坑，该套筒的内腔面为外高内低的一级台阶面，在套筒的外侧台阶面上均布地开设若干盲孔；该压板以其法兰间隙地套在所述机封轴套的轴套本体外、套筒间隙地套在所述机封轴套的套盘外的方式固定在所述泵头的前端面上； 所述旋转环固定在所述机封轴套的环槽中； 所述静环座可轴向移动地安装在所述压板的套筒的内腔； 所述静环安装在所述压板的套筒的内腔并固定在所述静环座的后端面上； 所述压环套装在所述静环的外端并固定在所述静环座的后端面上； 所述若干弹簧一一放置在所述压板的盲孔中，该若干弹簧的后端连接在所述静环座的前端面上，以使所述静环的后端面始终与所述旋转环的前端面贴合； 所述节流衬套安装在所述压板的凹坑中。
7.根据权利要求I所述的核电站用的上充泵，其特征在于，所述主体部的外周面上还径向开设一与所述轴向孔连通的机封冲洗孔。
8.根据权利要求6所述的核电站用的上充泵，其特征在于，所述压板的法兰的后端面上还开设一与所述套筒内腔连通的冲洗孔。
9.根据权利要求6所述的核电站用的上充泵，其特征在于，所述轴套本体的前部外表面上设有一 卡槽，在该卡槽中卡装一定位片，以使所述压板抵靠在所述定位片的后端面上。
专利摘要本实用新型公开了一种核电站用的上充泵，包括定子部件、转子部件、轴承部件及轴封装置所述定子部件包括泵头、筒体及尾板，所述筒体包括外壳体及内壳体，所述转子部件包括转轴及套装在转轴上的叶轮、中间轴套、前轴套、推力盘、定位套及后轴承套，所述轴承部件包括驱动端轴承、中间辅助轴承及非驱动端轴承。本实用新型的核电站用的上充泵能减小泵的体积，满足上充泵的特殊性能要求，并且工作效率高。
文档编号F04D29/10GK202597113SQ201220118759
公开日2012年12月12日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者陆金琪, 毛燕萍 申请人:上海阿波罗机械股份有限公司