核反应堆冷却剂泵及其非能动停车密封装置的制造方法_2

文档序号:9259201阅读:来源:国知局
r>[0020]为了实现上述发明目的,本发明还提供了一种核反应堆冷却剂泵,其包括从上至下依次设置的电动机、静压轴封组件和水力部件,以及一根贯穿整个冷却剂泵中心的泵轴;所述静压轴封组件包括依次设置在冷却剂泵水力部件和电动机之间的多个密封组件,这些密封组件均设置在泵轴的周向;所述多个密封组件中的至少一个与泵轴之间设有上述任一段落所述的非能动停车密封装置,从而在全厂断电工况下通过非能动停车密封装置实现该密封组件与泵轴的密封。
[0021]作为本发明核反应堆冷却剂泵的一种改进,所述静压轴封组件中最靠近水力部件的一个密封组件为第一密封组件,核反应堆冷却剂泵非能动停车密封装置安装在静压轴封组件的第一密封组件上。
[0022]作为本发明核反应堆冷却剂泵的一种改进,所述核反应堆冷却剂泵静压轴封组件的第一密封组件包括动环、静环、密封插入件和密封插入支撑件,核反应堆冷却剂泵非能动停车密封装置安装在密封插入件内壁所开设的收容槽中,或是安装在密封插入支撑件内壁所开设的收容槽中;在全厂断电工况下,略微变软的密封环在冷却剂驱动下向泵轴方向压紧的同时,还在冷却剂驱动下沿远离开口环的方向,向密封插入件或密封插入支撑件压紧,并在泵轴与密封插入支撑件或密封插入件之间的缝隙中有微量挤出。
[0023]作为本发明核反应堆冷却剂泵的一种改进,所述静压轴封组件采用三级轴封,包括依次设置在水力部件和电动机之间的第一密封组件、第二密封组件和第三密封组件;其中,第一密封组件是平衡型流体静压型可控泄漏密封,第二密封组件是压力平衡型端面密封,第三密封组件是堰式双端面密封。
[0024]与现有技术相比,本发明核反应堆冷却剂泵非能动停车密封装置仅有三个元件,其不仅能够在不依赖于应急轴封注入系统的条件下满足全厂断电工况时的轴封完整性要求,而且具有结构简单、双层密封牢固的优点。
【附图说明】
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】,对本发明核反应堆冷却剂泵、非能动停车密封装置及其有益技术效果进行详细说明。
[0026]图1为一种现有核反应堆冷却剂泵的结构示意图。
[0027]图2是图1所示冷却剂泵中的静压轴封组件的剖视图。
[0028]图3是图1所示冷却剂泵中的第一密封组件的剖视图。
[0029]图4为现有非能动停车密封技术的结构示意图。
[0030]图5为本发明核反应堆冷却剂泵非能动停车密封装置在核反应堆冷却剂泵第一密封组件上的安装位置示意图。
[0031]图6为本发明核反应堆冷却剂泵非能动停车密封装置的分解结构示意图。
[0032]图7为本发明核反应堆冷却剂泵非能动停车密封装置的组合结构示意图。
[0033]图8为正常工况下本发明核反应堆冷却剂泵非能动停车密封装置的状态及其附近冷却剂流向的示意图。
[0034]图9为全厂断电工况下本发明核反应堆冷却剂泵非能动停车密封装置启动瞬间的状态及其附近冷却剂流向的示意图。
[0035]图10为全厂断电工况下本发明核反应堆冷却剂泵非能动停车密封装置的状态及其附近冷却剂流向的示意图。
【具体实施方式】
[0036]为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰,以下结合附图和【具体实施方式】,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的【具体实施方式】仅仅是为了解释本发明,并非为了限定本发明。
[0037]本发明核反应堆冷却剂泵包括从上至下依次设置的电动机、静压轴封组件和水力部件,以及一根贯穿整个冷却剂泵中心的泵轴;反应堆冷却剂由一个装在泵轴下端的叶轮泵送,其通过泵壳底部吸入并向上流过叶轮,然后通过导叶和泵壳侧面的一个出口接管排出。
[0038]静压轴封组件采用三级轴封,包括依次设置在冷却剂泵水力部件和电动机之间的第一密封组件、第二密封组件和第三密封组件;三个密封组件设置在泵轴的周向并沿泵轴轴向依次排列,第一密封组件和第二密封组件外部还设有密封壳。其中,第一密封组件是平衡型流体静压型可控泄漏密封,第二密封组件是压力平衡型端面密封,第三密封组件是堰式双端面密封。
[0039]第一密封组件包括依次设置在水力部件和第二密封组件之间的动环、静环、密封插入件和密封插入支撑件;密封插入件和密封插入支撑件的内壁均与泵轴之间存在缝隙;密封插入支撑件的部分外壁紧贴密封壳而与密封壳密封。动环固定在泵轴上而随泵轴转动,静环不转动但可以沿泵轴轴向或倾斜方向小幅上下移动,以跟动环保持恰当间隙。在正常运行工况下,静环通过流体静力平衡,控制动环、静环之间保持极小的间隙形成液膜,使动环、静环的两个端面在一层薄水膜两侧相对滑动,运转时不直接接触,从而控制第一密封组件的泄漏量和磨损量。在静环与相邻的结构件之间配有O形环及辅助元件,以在高压区和低压区之间形成一个可滑移的辅助密封。为了能够在全厂断电工况下保证堆芯的安全,本发明还在第一密封组件与泵轴之间设置了一个非能动停车密封装置。
[0040]请参阅图5,本发明核反应堆冷却剂泵非能动停车密封装置30安装在核反应堆冷却剂泵第一密封组件15的密封插入件154内壁所开设的收容槽中,其在正常工况下与泵轴18之间存在间隙,使反应堆冷却剂可以沿泵轴18自由流动,但在全厂断电工况下将紧贴泵轴18而实现第一密封组件15与泵轴18之间的周向密封。
[0041]请参阅图6至图7,本发明核反应堆冷却剂泵非能动停车密封装置30包括密封环40、贴合在密封环40 —个端面的开口环50和嵌入开口环50的可恪间隔块60。
[0042]密封环40为闭合圆环,其内径略大于泵轴18的外径,因此在正常状态下环绕在泵轴18外时,可与泵轴18保留一定间隙而允许反应堆冷却剂在密封环40与泵轴18之间自由流动。密封环40的材质为高分子聚合物,如PEEK (PEEK是polyetheretherketone的简称,中文名称为聚醚醚酮)或是含有玻璃纤维或碳纤维的PEEK,因此可以耐受300摄氏度的高温。密封环40的材料性质使其在常温下保持刚性,在高温状态下则会略微变软。
[0043]开口环50为具有一个纵向开口 52的金属环,其具有一定的弹性变形能力,因此在打开时具有趋向闭合以抱紧泵轴18的预紧力。开口环50闭合时的内径小于密封环40的直径,与泵轴18的外径相适配。
[0044]可恪间隔块60是嵌合在开口环50的纵向开口 52中的一小段弧段,其横截面与开口环50横截面相同,长度等于开口环50与密封环40的周长差。因此,可熔间隔块60嵌入开口环50的纵向开口 52后,将与开口环50共同形成一个内径与密封环40相同的拼接环。可熔间隔块60的材质为共聚聚芳醚树脂,其可在设定温度下、经设定时间后熔化,因此在全厂断电工况下将在设定时间内被高温流体熔化而失去对开口环50的纵向开口 52的支撑。
[0045]请参阅图8,在正常工况下,本发明核反应堆冷却剂泵非能动停车密封装置30的密封环40收容在第一密封组件15的密封插入件154内壁所开设的收容槽中,且处于刚性状态;被可熔间隔块60嵌入纵向开口 52而处于打开状态的开口环50也收容在密封插入件154内壁所开设的收容槽中,且贴在密封环40朝向冷却剂流入方向的端面上。密封环40和开口环50均环绕在泵轴18周向并与泵轴18保持间隙32,使反应堆冷却剂泄露可以沿箭头A所示方向在非能动停车密封装置30与泵轴18之间自由流动,穿过密封插入件154而进入到第一密封泄漏管线中。
[0046]请参阅图9,在全厂断电工况下,冷却
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