一种核电厂用一回路应急补水柴油机泵组及系统的制作方法

本发明属于应急设备领域；涉及核电站应急设备技术；具体是一种核电厂用一回路应急补水柴油机泵组及系统。

背景技术：

一回路应急补水柴油机泵用于事故后2.5小时以内投运，向一回路补水，冷却堆芯；柴油机驱动转子的旋转，通过增速箱和联轴器带动泵转子的旋转，依靠旋转的叶轮对液体的动力作用，把能量连续地传递给输送液体(水或含硼水)，使液体的动能(为主)和压力能增加，随后通过泵腔的压出室将动能转换为压力能，当液体自叶轮抛出时，叶轮中心部分造成低压区，与吸入液面的压力形成压力差，于是液体不断地被吸入并以一定的压力排出，从而使液体源源不断的被输送出去。

在一回路被破坏时，堆芯能够建立自然循环的情况下，通过手动开启一回路大气排放阀，依靠蒸汽发生器排出堆芯余热，大气排放阀开启后，蒸汽发生器二次侧冷却水会大量丧失，此时需要向蒸汽发生器二次侧补水，以保证堆芯的长期冷却。为了实现在长期失电情况下对蒸汽发生器的持续补水，必须设置相应的补水设施和方式。如果事故情况下蒸汽发生器的蒸汽压力能维持蒸汽发生器辅助给水系统汽动泵的运行，则需要为辅助给水箱增设应急补水措施，能够持续补水，并满足补水量的要求。而随着事故的进展，蒸汽发生器所产生的蒸汽压力可能无法继续推动汽动辅助给水泵，同时电动辅助给水泵也得不到供电，此时即使通过辅助给水箱新增的应急补水通道对辅助水箱进行补水也无法实现蒸汽发生器的补水操作，从而无法实现堆芯的余热排出。因此，在这种情况下，需要增加直接为蒸汽发生器补水的应急补水通道，并具有持续补水的功能，以保证蒸汽发生器二次侧水位，并手动开启大气排放阀由汽机旁路系统排大气方式排出堆芯余热。

鉴于以上两点，需要设计一种核电厂用一回路应急补水柴油机泵组及系统，并采用合适的方式来进行补水，避免事故扩大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种核电厂用一回路应急补水柴油机泵组及系统，用于解决应急补水装置需要交流电源即可启动，但遭遇地震火灾等问题时电源全部失效，应急补水装置无法启动的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种核电厂用一回路应急补水柴油机泵组及系统，包括柴油机泵，所述柴油机泵安装在车厢内，所述柴油机泵的一端设有泵头，所述泵头与膜片联轴器相连，所述膜片联轴器的另一端与柴油机相连；

所述柴油机泵靠近泵头的一端设有泵进水管，所述泵进水管的另一端连接有一回路应急补水泵水箱，所述泵进水管远离泵头的一端设有泵出水管，所述泵出水管的另一端连接有开关水阀，所述开关水阀的另一端连接有减压阀进水管，所述减压阀进水管的另一端连接有高压减压阀门，所述高压减压阀门的另一端连接有压力变送器，所述压力变送器的另一端连接有减压阀出水管，所述减压阀出水管的另一端连接有出口调节阀门，所述出口调节阀门的另一端连接有调节阀出水管；所述泵出水管与调节阀出水管之间设有泄压水管；所述泄压水管与减压阀进水管相连。

进一步地，所述一回路应急补水泵水箱设有第一球阀与第二球阀；所述一回路应急补水泵水箱靠近第二球阀的一侧设有水箱补水管道；

所述一回路应急补水泵水箱安装在水箱支架上，所述水箱支架固定在车厢内，所述柴油机安装在支撑架上，所述支撑架固定在固定板上，所述固定板安装在底座上，所述固定板开设有通孔，所述柴油机靠近通孔的一端设有柴油机风扇，所述柴油机风扇位于通孔内；

所述柴油机通过线路与发动机控制箱连接；所述柴油机通过油管与油箱相连；

所述调节阀出水管的底端依次设有电磁流量计与流量计出水管；

所述减压阀进水管、高压减压阀门、压力变送器、减压阀出水管、出口调节阀门以及调节阀出水管均为独立件，所述减压阀进水管、高压减压阀门、压力变送器、减压阀出水管、出口调节阀门以及调节阀出水管相互之间通过螺栓固定连在一起；所述减压阀进水管、高压减压阀门、压力变送器、减压阀出水管、出口调节阀门以及调节阀出水管的安装面之间均设有法兰石墨密封垫；

所述柴油机泵安装在底座上，所述底座安装在车厢内，所述底座开设有斜向下的疏水孔。

进一步地，所述柴油机泵包括轴，所述轴上开设有平键，所述轴的一端依次贯穿出水端防尘盘、出水端轴承架和出口端轴承压盖，所述轴贯穿出水端防尘盘、出水端轴承架和出口端轴承压盖的一端嵌入风扇内，所述风扇远离出口端轴承压盖的一端设有风扇罩，所述风扇罩通过螺栓固定在壳体上；

所述壳体上设有拉紧螺栓，所述出水端轴承架设有锥形滚子轴承，所述锥形滚子轴承一侧依次设有轴承挡圈、轴承压环垫以及轴承压环；

所述出水端轴承架远离风扇的一端设有放气塞。

进一步地，所述轴的另一端依次贯穿进水端防尘盘、进水端轴承架、驱动端轴承盖垫以及驱动端轴承压盖；所述进水端轴承架内设有圆柱滚子轴承。

进一步地，所述进水端轴承架的一侧设有进水段，所述进水段与壳体相连，所述进水段的底端设有首级密封环，所述首级密封环的一侧设有首级叶轮，所述首级叶轮与平键对应设置。

进一步地，所述首级叶轮远离首级密封环的一侧设有若干次级叶轮，所述次级叶轮与平键对应设置；

所述次级叶轮远离首级叶轮的一端设有末级导叶与次级导叶；所述末级导叶远离次级导叶的一端设有节流套，所述节流套与轴之间设有轴套；所述节流套将柴油机泵分为末段和中间段。

进一步地，所述末级导叶的下端设有中间管路，所述中间管路的另一端连接在末段上；

所述出水端轴承架靠近中间管路的一侧设有末段轴套，所述末段轴套的一端设有末段节流套，所述末段节流套的一侧设有反次级叶轮，所述反次级叶轮的下端设有反次级导叶，所述反次级导叶与平键对应设置；所述反次级导叶靠近进水段的一侧设有返末级导叶，所述返末级导叶的一侧设有出水段，所述出水段与壳体相连。

进一步地，该一回路应急补水柴油机泵组及系统具体调节过程为：

首先向一回路应急补水泵水箱(9)内充水，直至柴油机泵组和一回路应急补水泵水箱(9)内所有储水单元均完全充满水；

工况一：同时关闭1#、2#、3#调节阀门，当1#、2#、3#调节阀门均关闭时，启动柴油机，此时柴油机增速齿轮箱转速为1250转/分钟；此时缓慢打开3#阀门，此时扬程值即达到165m，流量为15m³/h；

工况二：同时关闭1#、2#、3#调节阀门，当1#、2#、3#调节阀门均关闭时，启动柴油机，此时柴油机增速齿轮箱转速为1500转/分钟；此时缓慢打开3#阀门，此时扬程值即达到195m，流量为30m³/h；

工况三：同时关闭1#、2#、3#调节阀门，当1#、2#、3#调节阀门均关闭时，启动柴油机，此时柴油机增速齿轮箱转速为2950转/分钟；此时缓慢打开3#阀门，此时扬程值即达到900m；流量为45m³/h；

工况四：同时关闭1#、2#、3#调节阀门，当1#、2#、3#调节阀门均关闭时，启动柴油机，此时柴油机增速齿轮箱转速为2950转/分钟；此时打开1#阀门到2/3开度，此时扬程值即达到300m；流量为45m³/h；

工况五：同时关闭1#、2#、3#调节阀门，当1#、2#、3#调节阀门均关闭时，启动柴油机，此时柴油机增速齿轮箱转速为2800转/分钟；此时打开1#阀门到2/3开度，此时扬程值即达到246m，流量为45m³/h。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

一回路应急补水柴油机泵泵组系统主要由卧式多级离心泵、柴油机(附带增速箱)、进口水箱、联轴器、出口调节阀门、出口减压阀门、出口流量计、进口压力表、出口压力变送器、进出口金属软管、进出口管道等组成，柴油机与泵均安装在整体式底座上，泵头和柴油机增速箱采用膜片联轴器联接，整套泵组系统安装在车厢内部，降低了应急补水柴油机泵泵组系统依赖应急电源的问题，当灾害发生时，及时应急电源故障，应急补水柴油机泵泵组系统也依旧可以工作，同时应急补水柴油机泵泵组系统安装在车厢内大大增加了应急补水柴油机泵泵组系统的移动便利性；

一回路应急补水泵组为水平节段式多级离心泵,泵的支承方式为中心支撑，泵两端采用滚动轴承支承，其中尾端支承采用双列滚子轴承(主要承受轴向力和径向力)，驱动端采用单列滚子轴承(主要承受径向力)，滚动轴承分别装在泵两端的支承架内。

进出口均位于泵组上部，进口连接到进口水箱，出口连接调节阀系统，泵进出口均放置在车厢左侧面(从车厢尾部向车头方向看)。

一回路应急补水泵组额定最高扬程达900m(共12级叶轮)，为有效平衡轴向力，泵的叶轮按左向6级，右向6级背对背布局设计。前6级叶轮处在进水段一侧，逐级到靠近泵中部的第6级叶轮后，压力水通过中间管通往后6级的反次级叶轮，再逐级到达第12级(位于泵中部的出水段)，因此可实现前6级与后6级水力轴向力的反向平衡，保证泵有良好的使用寿命。

轴承润滑方式：采用油润滑。

两端轴承室压盖处设计防尘盘结构，以防止灰尘或其他杂质进入轴承室，在两端轴承室外侧，设有油位视窗和恒位油杯，以观察润滑油油位和自动补充润滑油。

泵的轴封采用单端面平衡型集装式机械密封。两组机械密封分别安装在对称于壳体两侧密封腔内。机封冲洗和冷却方式：由首级壳体部位连接冲洗管分别通往两侧密封腔的管嘴位置，机封的冲洗和冷却液为泵的工作液体。

泵组系统上安装有用于检测泵轴承温度、泵出口压力和泵出口流量的传感器，并均接线至泵的就地控制系统中，可实时监测泵的运行工况。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是一回路应急补水柴油机泵组系统主视图；

图2是柴油机泵的剖视图；

图3是一回路应急补水柴油机泵组系统俯视图；

图4是泵组操作流程图。

图中：1、风扇罩；2、轴承压环垫；3、出水端轴承架；4、放气塞；5、出水端防尘盘；6、拉紧螺栓；7、水箱进水管；8、泵进水管；9、一回路应急补水泵水箱；10、末段；11、反次级叶轮；12、反次级导叶；13、平键；14、压力真空表；15、泵出水管；16、减压阀进水管；17、高压减压阀门；18、末级导叶；19、开关水阀；20、压力变送器；21、减压阀出水管；22、次级导叶；23、出口调节阀门；24、首级叶轮；25、首级密封环；26、进水段；27、调节阀出水管；28、电磁流量计；29、集装式机械密封；30、进水端防尘盘；31、圆柱滚子轴承；32、流量计出水管；33、驱动端轴承压盖；34、膜片联轴器；35、泵头；36、轴；37、进水端轴承架；38、第一球阀；39、中间管路；40、节流套；41、轴套；42、第二球阀；43、末段节流套；44、末段轴套；45、疏水孔；46、锥形滚子轴承；47、轴承挡圈；48、轴承压环；49、出口端轴承压盖；50、风扇。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，一种核电厂用一回路应急补水柴油机泵组及系统，包括柴油机泵，柴油机泵的一端设有泵头35，泵头35与膜片联轴器34相连，膜片联轴器34的另一端与柴油机相连；

柴油机泵靠近泵头35的一端设有泵进水管8，泵进水管8的另一端连接有一回路应急补水泵水箱9，一回路应急补水泵水箱9具体为一种真空自吸水箱，当泵组启动后亦可在短时间内将水输送到出水管路内，同时一回路应急补水泵水箱9在发生灾害时，即在吸入压力为负时(指供水管路无法提供正压力时)，启动泵组，亦可在短时间内将水输送到出水管路内，泵进水管8远离泵头35的一端设有泵出水管15，泵出水管15的另一端连接有开关水阀19，开关水阀19的另一端连接有减压阀进水管16，减压阀进水管16的另一端连接有高压减压阀门17，高压减压阀门17的另一端连接有压力变送器20，压力变送器20的另一端连接有减压阀出水管21，减压阀出水管21的另一端连接有出口调节阀门23，出口调节阀门23的另一端连接有调节阀出水管27；泵出水管15与调节阀出水管27之间设有泄压水管；泄压水管与减压阀进水管16相连；所述压力变送器20型号具体为pt401。

一回路应急补水泵水箱9设有第一球阀38与第二球阀42；一回路应急补水泵水箱9靠近第二球阀42的一侧设有水箱补水管道；

一回路应急补水泵水箱9安装在水箱支架上；

柴油机安装在支撑架内，支撑架固定在固定板上，固定板开设有通孔，通孔与柴油机风扇相对设置，通孔的另一侧设有通风网，通风网与柴油机风扇相对设置；

柴油机通过线路与发动机控制箱连接；柴油机通过油管与油箱相连；

调节阀出水管27的底端依次设有电磁流量计28与流量计出水管32；

减压阀进水管16、高压减压阀门17、压力变送器20、减压阀出水管21、出口调节阀门23以及调节阀出水管27均为独立件，相互之间通过螺栓固定连在一起；减压阀进水管16、高压减压阀门17、压力变送器20、减压阀出水管21、出口调节阀门23以及调节阀出水管27安装面之间均设有法兰石墨密封垫；

柴油机泵安装在底座上，底座开设有斜向下的疏水孔45。

柴油机泵包括轴36，轴36上开设有平键13，轴36的一端依次贯穿出水端防尘盘5、出水端轴承架3和出口端轴承压盖49嵌入风扇50内，风扇50远离出口端轴承压盖49的一端设有风扇罩1，风扇罩1通过螺栓固定在壳体上

壳体上设有拉紧螺栓6，出水端轴承架3设有锥形滚子轴承46，锥形滚子轴承46一侧依次设有轴承挡圈47、轴承压环垫2以及轴承压环48；

出水端轴承架3远离风扇50的一端设有放气塞4；

轴36的另一端依次贯穿进水端防尘盘30、进水端轴承架37、驱动端轴承盖垫以及驱动端轴承压盖33；

进水端轴承架37内设有圆柱滚子轴承31；

靠近进水端轴承架37的一侧设有进水段26，进水段26与壳体相连，进水段26的底端设有首级密封环25，首级密封环25的一侧设有首级叶轮24，首级叶轮24与平键13对应设置；

首级叶轮24远离首级密封环25的一侧设有若干次级叶轮，次级叶轮与平键13对应设置；

次级叶轮远离首级叶轮24的一端设有末级导叶18与次级导叶22；末级导叶18远离次级导叶22的一端设有节流套40，节流套40与轴36之间设有轴套41；

节流套40将柴油机泵分为末段10和中间段；

末级导叶18的下端设有中间管路39，中间管路39的另一端连接在末段10上；

出水端轴承架3靠近中间管路39的一侧设有末段轴套44，末段轴套44的一端设有末段节流套43，末段节流套43的一侧设有反次级叶轮11，反次级叶轮11的下端设有反次级导叶12，反次级导叶12与平键13对应设置；反次级导叶12靠近进水段26的一侧设有返末级导叶，返末级导叶的一侧设有出水段，出水段与壳体相连。

本发明在具体进行实施时：一回路应急补水柴油机泵泵组系统主要由卧式多级离心泵、柴油机附带增速箱、进口水箱、联轴器、出口调节阀门23、出口减压阀门、出口流量计、压力真空表14、水箱进水管7、进出口金属软管、进出口管道等组成，柴油机与泵均安装在整体式底座上，泵头35和柴油机增速箱采用膜片联轴器联接，整套泵组系统安装在车厢内部；

一回路应急补水泵组为水平节段式多级离心泵,泵的支承方式为中心支撑，泵两端采用滚动轴承支承，其中尾端支承采用双列滚子轴承主要承受轴36向力和径向力，驱动端采用单列滚子轴36承主要承受径向力，滚动轴承分别装在泵两端的支承架内。

进出口均位于泵组上部，进口连接到进口水箱，出口连接调节阀系统，泵进出口均放置在车厢左侧面从车厢尾部向车头方向看。

一回路应急补水泵组额定最高扬程达900m共十二级叶轮，为有效平衡轴向力，泵的叶轮按左向六级，右向六级背对背布局设计。前六级叶轮处在进水段26一侧，逐级到靠近泵中部的第六级叶轮后，压力水通过中间管通往后六级的反次级叶轮11，再逐级到达第十二级位于泵中部的出水段，因此可实现前六级与后六级水力轴向力的反向平衡，保证泵有良好的使用寿命；轴承润滑采用油润滑的方式。

两端轴承室压盖处设计防尘盘结构，以防止灰尘或其他杂质进入轴承室，在两端轴承室外侧，设有油位视窗和恒位油杯，以观察润滑油油位和自动补充润滑油。

泵的轴封采用单端面平衡型集装式机械密封29。两组机械密封分别安装在对称于壳体两侧密封腔内。机封冲洗和冷却方式：由首级壳体部位连接冲洗管分别通往两侧密封腔的管嘴位置，机封的冲洗和冷却液为泵的工作液体。

泵组系统上安装有用于检测泵轴承温度、泵出口压力和泵出口流量的传感器，并均接线至泵的就地控制系统中，可实时监测泵的运行工况。

泵的旋转方向：从泵的驱动端看，旋转方向为顺时针。

请具体参阅图2至图4，该一回路应急补水柴油机泵组具体操作方法为：

工况点1：流量：15m³/h；扬程：165m；

操作步骤：

1检查并确保泵组和进口水箱内均已充满水，泵已具备启动条件；

2关闭1#、2#、3#调节阀门；

3启动柴油机，慢慢调节柴油机使增速齿轮箱转速到约1250转/分钟；

4缓缓打开3#阀门，观察流量计显示表上的流量直到规定的15m³/h，该流量下的扬程值即在165m左右，如有少许偏差，可通过调节柴油机转速实现；

工况点2：流量：30m³/h；扬程:195m；

操作步骤：

1检查并确保泵组和进口水箱内均已充满水，泵已具备启动条件；

2关闭1#、2#、3#调节阀门；

3启动柴油机，慢慢调节柴油机使增速齿轮箱转速到约1500转/分钟；

4缓缓打开3#阀门，观察流量计显示表上的流量直到规定的30m³/h，该流量下的扬程值即在195m左右，如有少许偏差，可通过调节柴油机转速实现；

工况点3：流量：45m³/h；扬程:900m；

操作步骤：

1检查并确保泵组和进口水箱内均已充满水，泵已具备启动条件；

2关闭1#、2#、3#调节阀门；

3启动柴油机，慢慢调节柴油机使增速齿轮箱转速到约2950转/分钟；

4缓缓打开3#阀门，观察流量计显示表上的流量直到规定的45m³/h，该流量下的扬程值即在900m左右，如有少许偏差，可通过调节柴油机转速实现。

工况点4：流量：45m³/h；扬程：300m；

操作步骤：

1检查并确保泵组和进口水箱内均已充满水，泵已具备启动条件；

2关闭1#、2#、3#调节阀门；

3启动柴油机，慢慢调节柴油机使增速齿轮箱转速到约2950转/分钟；

4打开1#阀门到约2/3开度，然后再缓缓打开2#阀门，观察流量计显示表上的流量直到规定的45m³/h，该流量下的扬程值即在300m左右，如有少许偏差，可通过调节柴油机转速实现。

工况点5：流量：45m³/h；扬程：246m；

操作步骤：

1检查并确保泵组和进口水箱内均已充满水，泵已具备启动条件；

2关闭1#、2#、3#调节阀门；

3启动柴油机，慢慢调节柴油机使增速齿轮箱转速到约2800转/分钟；

4打开1#阀门到约2/3开度，观察流量计显示表上的流量直到规定的45m³/h，该流量下的扬程值即在246m左右，如有少许偏差，可通过调节柴油机转速实现。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。