一种1000MW级核电站用辅助给水电动泵的制作方法

本实用新型涉及核电站用泵技术领域，特别涉及一种1000MW级核电站用辅助给水电动泵。

背景技术：

随着我国经济建设的快速发展和能源政策的调整，2006年3月国务院通过了《国家核电中长期发展规划》，到2020年核电总装机容量将达到7000万千瓦，平均每年要有2～3座百万千瓦核电机组投产，需要核二、三级泵1000多台，年投资将达50多亿元。因此，核二、三级泵越来越得到广泛应用。

但现有核电用的核一、二、三级泵及重要的常规岛用泵成本很高，结构复杂，操作困难，不便于维修。如何通过自主开发电动辅助给水泵，逐渐掌握1000MW压水堆核电站二级泵的设计生产能力、促进我国核电事业的发展，已成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、实用、便于操作、容易维护的1000MW级核电站用辅助给水电动泵。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种1000MW级核电站用辅助给水电动泵，包括

轴，设置于所述轴驱动侧的驱动侧轴承部件、驱动侧机械密封和吸入段，十级叶轮，设置于所述吸入段与所述十级叶轮的首级叶轮之间的吸入隔板，设置于所述轴外部的筒体，设置于所述轴非驱动侧的泵盖、非驱动侧机械密封和非驱动侧轴承部件；

所述筒体内设有内壳体，所述内壳体内部设置九个中段和所述十级叶轮，所述九个中段分别设置于所述十级叶轮的首级叶轮、次级叶轮、三级～九级叶轮的出口处，所述十级叶轮的每级叶轮出口均设置导叶；

所述轴上套设有抵接于所述十级叶轮的末级叶轮的平衡鼓，所述平衡鼓上设置平衡套；

所述筒体顶部两端分别垂直设置有与所述筒体以焊接方式连接的吸入接管和吐出接管，所述吸入接管与吸入反法兰连接组成吸入口，所述吐出接管与出口反法兰连接组成吐出口；

所述吸入隔板与首级叶轮之间设置吸入隔板密封环，所述次级叶轮、三级-九级叶轮以及末级叶轮的前后分别设置叶轮前密封环和叶轮后密封环。

进一步地，所述十级叶轮均为单吸叶轮，所述十级叶轮同向排列在所述内壳体内的所述轴上。

进一步地，所述吸入隔板密封环、叶轮前密封环和叶轮后密封环均采用蜂窝状密封。

进一步地，所述驱动侧轴承部件和非驱动侧轴承部件采用无需外供油装置的稀油润滑，且所述驱动侧轴承部件和非驱动侧轴承部件启动前无需进行预润滑。

进一步地，所述驱动侧轴承部件和非驱动侧轴承部件的轴承内的热油冷却是由外部设置的润滑油冷却器进行冷却水冷却，冷却水来自泵本身的一级抽头。

进一步地，所述筒体的下方设置有作为底脚支撑的泵脚。

本实用新型提供的1000MW级核电站用辅助给水电动泵为双壳体节段式多级离心泵，通过固定在吸入段和驱动端轴承体上的接管可实现内壳体的整体可抽，保证泵体拆装方便。并且筒体与吸入接管和吐出接管采用焊接方式连接，可以保证泵体更好的承压效果。并且筒体下部设置泵脚作为底脚支撑结构，具有更好的抗震性能。

本实用新型提供的1000MW级核电站用辅助给水电动泵采用十级结构设计，可减小轴承跨距，使泵轴刚性增强。

本实用新型提供的1000MW级核电站用辅助给水电动泵的各级叶轮的密封环采用蜂窝密封，能够起到更好的节流降压作用，提高泵效率且防止动静件抱死的可能。

本实用新型提供的1000MW级核电站用辅助给水电动泵的轴承结构采用稀油润滑且无需预润滑的轴承设计，轴承结构无需额外的润滑油装置，不但能减小泵的占地空间，而且还能节约成本。并且轴承设计成水冷结构，冷却水来自泵本身的一级抽头，能够保证更好的冷却效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的1000MW级核电站用辅助给水电动泵的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的1000MW级核电站用辅助给水电动泵的泵组结构示意图。

其中：1为轴，2为驱动侧轴承部件，3为驱动侧轴承托架，4为驱动侧机械密封，5为吸入段，6为筒体，7为吸入接管，8为吸入隔板，9为吸入隔板密封环，10为吸入反法兰，11为首级叶轮，12为首级导叶，13为首级中段，14为抽头，15为次级叶轮，16为次级导叶，17为次级中段，18为泵脚，19为末级中段，20为末级叶轮，21为末级导叶，22为吐出接管，23为出口反法兰，24为平衡鼓，25为平衡套，26为泵盖，27为平衡水法兰，28为非驱动侧机械密封，29为非驱动侧轴承托架，30为非驱动侧轴承部件，31为叶轮后密封环，32为叶轮前密封环，33为电动机，34为电机底板，35联轴器，36为联轴器护罩，37为辅助给水电动泵，38为泵底板，39为最小流量阀，40为润滑油冷却器，41为冷却器底板。

具体实施方式

参见图1，本实用新型实施例提供的一种1000MW级核电站用辅助给水电动泵为卧式、双壳体、内壳体为多级节段的整体可抽式离心泵，包括轴1、驱动侧轴承部件2、驱动侧轴承托架3、驱动侧机械密封4、吸入段5、吸入接管7、吸入反法兰10、吸入隔板8、多级叶轮、吐出接管22、出口反法兰23、筒体6、平衡鼓24、平衡套25、泵盖26、平衡水法兰27、非驱动侧机械密封28及非驱动侧轴承部件30。

筒体6的一端与吸入段5密封连接，筒体6的另一端与泵盖26密封连接，吸入隔板8位于吸入段5与首级叶轮11之间，吸入段5与吸入隔板8组成了泵的吸入部分，通过O形密封圈密封连接在筒体6的吸入侧，泵盖26通过金属缠绕垫密封连接在筒体6的吐出侧。

轴1依次穿过吸入段5、筒体6和泵盖26，轴1的一端为驱动侧，另一端为非驱动侧，靠近吸入段5的一端为驱动侧，靠近泵盖26的一端为非驱动侧；轴1的驱动侧设有驱动侧轴承部件2及驱动侧机械密封4，驱动侧机械密封4套设在轴1上，并且驱动侧机械密封4通过螺栓与吸入段5固定连接，驱动侧轴承部件2套设在轴1上，并且驱动侧轴承部件2和吸入段5通过螺栓分别与驱动侧轴承托架3固定连接；轴1的非驱动侧设有非驱动侧机械密封28和非驱动侧轴承部件30，非驱动侧机械密封28套设在轴1上、并通过螺栓固定连接于泵盖26上，泵盖26还通过螺栓固接有非驱动侧轴承托架29，非驱动侧轴承部件30套设在轴1上、并固接于非驱动侧轴承托架29，泵盖26上还设有平衡水法兰27。

筒体6内设有内壳体，内壳体包括吸入段5、吸入隔板8和多个中段，内壳体内部设有十级叶轮，均为单吸，采用逐级热装的方法同向排列在轴1上，并且由每一级叶轮的卡环定位，防止轴向力叠加后作用在轴套上，并且吸入隔板8、多个中段以及十级叶轮的轴线均与轴1的中心线共线。在首级叶轮11、次级叶轮15以及末级叶轮20的出口处分别对应设置首级导叶12、次级导叶16和末级导叶21，三级～九级叶轮的出口处也分别设置了该级叶轮的导叶，末级导叶21直接与泵盖26接触。多个中段包括首级中段、次级中段、三级～-八级中段以及末级中段等九个中段，所述的九个中段分别设置于首级、次级、三级～九级叶轮的出口处。为了增强各级叶轮的密封性能，在吸入隔板8与首级叶轮11之间设置吸入隔板密封环9，在次级叶轮15、三级～九级叶轮以及末级叶轮20的前后均分别设置有叶轮前密封环32和叶轮后密封环31，并且吸入隔板密封环9、叶轮前密封环32和叶轮后密封环31均采用蜂窝状密封，能够起到更好的节流降压作用，提高泵效率且还可以防止动静件出现抱死的可能。

在轴1上靠近泵盖26处套设有平衡鼓24，平衡鼓24外部套设有连接于泵盖26的平衡套25，平衡鼓24的一侧通过套在轴1上的卡环定位，另一端通过锁紧螺母轴向限位。

筒体6的顶部分别设置有由吸入接管7与吸入反法兰10组成的吸入口，以及由吐出接管22与出口反法兰23组成的吐出口，吸入接管7的一端与吸入反法兰10通过螺栓连接，吸入接管7的另一端焊接在筒体6上，所述吐出接管22一端与出口反法兰23通过螺栓连接，吐出接管22的另一端焊接在筒体6上；由于吸入接管7和吐出接管22均是以焊接方式与筒体6连接，因此，可以保证泵体具有更强的承压效果。由吸入接管7与吸入反法兰10组成的吸入口以及由吐出接管22与出口反法兰23组成的吐出口均垂直向上布置，从吸入口看，十级叶轮是顺时针旋转的。

另外，驱动侧轴承部件2和非驱动侧轴承部件30的轴承采用稀油润滑，但其轴承不需要额外配备供润滑油装置，并且驱动侧轴承部件2和非驱动侧轴承部件30启动前无需进行预润滑，这样不但能减小泵的占地空间，而且还能节约成本。驱动侧轴承部件2和非驱动侧轴承部件30的轴承内的热油冷却通过辅助给水电动泵组中的润滑油冷却器40采用冷却水冷却，冷却水来自泵本身的一级抽头，无需外供，不仅可以使本实用新型提供的1000MW级核电站用辅助给水电动泵结构简单，节约成本，还能够保证更好的冷却效果。同时，为了使辅助给水电动泵具有更好的抗震性能，在筒体6的下方设置有作为底脚支撑的泵脚18。

通常每台核电动机组设置两台辅助给水电动泵组，参见图2，每台辅助给水电动泵组包括辅助给水电动泵37、联轴器35、电动机33、最小流量阀39和润滑油冷却器40，辅助给水电动泵组总长度为4.5m。辅助给水电动泵37为卧式泵，辅助给水电动泵37、电动机33以及润滑油冷却器40分别安装在独立的底板上，泵底板38、电机底板34以及冷却器底板41配置有吊耳、水平调节螺钉和地脚螺栓，以防止在传递荷载时发生扭曲或振动。辅助给水电动泵37与电动机33之间通过联轴器35连接，联轴器35为膜片联轴器，中间配用中间轴，这样在检修拆装轴承和机械密封时，不需拆卸电机，只要将中间轴取下即可；在联轴器35外设有可拆除的、全封闭的联轴器护罩36，用来保证泵组运行时的安全。最小流量阀39与吐出接管22直接连接，用来保护泵在低于最小流量下运行时的安全性。润滑油冷却器40用来冷却辅助给水电动泵的轴承润滑油，冷却水来自泵的一级抽头，无需外供。

本实用新型提供的1000MW级核电站用辅助给水电动泵的工作原理为：

电动机33工作，通过联轴器35带动辅助给水电动泵37的轴1及轴1上的各级叶轮及其它转动部件旋转，液体由吸入口被吸入，先由首级叶轮11的进口进入，再由首级叶轮11的出口流出，首级叶轮11的出口处设置的首级导叶12由正导叶及反导叶组成，正导叶将从首级叶轮11出口出来的液体进行收集，反导叶将收集到的液体送到下一级叶轮的进口，这样液体再依次流过次级叶轮15、三级～九级叶轮以及末级叶轮20等各级叶轮和与各级叶轮匹配的次级导叶16、三级～九级导叶及末级导叶21等各级导叶，从末级叶轮20的出口排出，最后由泵出口流出。

本实用新型提供的1000MW级核电站用辅助给水电动泵的载荷分布有径向和轴向两个方向，径向载荷：理论上泵的径向力全部平衡掉，但在实际运行过程中会由于水力作用产生轻微径向力，该径向力及转子自重由驱动侧轴承部件2和非驱动侧轴承部件30中的径向轴承支撑承受。轴向载荷：各级叶轮产生的轴向力由平衡鼓24和平衡套25组成的平衡机构来平衡，残余轴向力由非驱动侧轴承部件30中的瓦块式推力轴承承受，推力轴承能承受泵启动瞬间产生的轴向力和正常运行时产生的残余轴向力。

本实用新型提供的1000MW级核电站用辅助给水电动泵的驱动侧轴承部件2和非驱动侧轴承部件30的轴承采用稀油润滑，通过非驱动侧轴承部件30中的推力盘旋转带动轴承箱内的润滑油产生足够的压力来对径向滑动轴承和推力轴承进行强制润滑。该轴承无需额外的供油设备，且启动前不需要进行预润滑。轴承的热油通过外部设置的润滑油冷却器40进行冷却。

本实用新型提供的1000MW级核电站用辅助给水电动泵的密封及油冷却器所需的冲洗水及冷却水均来自泵本身，在首级叶轮对应的内壳体及外壳体上设有一级抽头，冲洗水及冷却水由一级抽头抽送。

本实用新型提供的1000MW级核电站用辅助给水电动泵的驱动侧机械密封及非驱动侧机械密封为市购产品，购置于德国博格曼公司、型号为H75N/85-EX；驱动侧轴承部件及非驱动侧轴承部件为市购产品，购置于湖南崇德科技有限公司、型号为HGP07系列。本实用新型提供的1000MW级核电站用辅助给水电动泵的基本性能参数如表1所示。

表1

本实用新型提供的1000MW级核电站用辅助给水电动泵的材料为：

筒体、泵盖、吸入和吐出接管为022Cr19Ni10

吸入段、中段为04Cr13Ni4Mo

叶轮、导叶为ZG06Cr13Ni4Mo

轴为05Cr16Ni5Mo

通过上述表1所示的辅助给水电动泵的基本性能参数可以看出，本实用新型提供的1000MW级核电站用辅助给水电动泵提高了泵的工作扬程，降低了泵的必需汽蚀余量，提高了泵的工作效率。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。