一种核电站厂用水泵的制作方法

本实用新型涉及一种水泵，特别涉及一种核电站厂用水泵，属于水泵领域。

背景技术：

长轴泵是采用旋转叶轮对液体产生的抽吸力使液体沿管道输送的泵，是一种采用叶片的升力将流体提至出口排出的泵，具有流量大等特点。普通的长轴泵包括泵体、输水段、出水弯管、叶轮、泵轴、上轴承支承体、下轴承支承体和填料密封装置，所述泵体下端与泵坑固定连接，上端与出水弯管固定连接，泵轴设在泵体中心，上端穿过固定在出水弯管上的填料密封装置和上轴承支撑装置与电机相连接，下端穿过吸入段内的下轴承支承体与叶轮固定连接，叶轮通常装有多个叶片，叶轮上部的泵壳上通常装有固定导叶，用以消除液体的旋转运动，使之变为轴向运动，并把旋转运动的动能转变为压力能。但是，传统的长轴泵结构大多没有轴保护装置，使用范围受限，而且在较大液下深度时，由于泵轴细长，长轴泵运行时其同轴度得不到保证，磨损严重，运行时噪声大，振动大，效率低，稳定性差、易损坏，增加了维护成本。

技术实现要素：

本实用新型核电站厂用水泵公开了新的方案，提供了一种CAP1400示范工程厂用水泵，采用整体抽泵式结构设计，解决了现有长轴泵维护不便的问题。

本实用新型核电站厂用水泵包括电机、电机座、泵座、连接管组件、导流壳组件、进水喇叭、传动轴组，电机安装在电机座上，电机座通过泵盖与泵座固定连接，泵座座设在泵坑上，泵盖中央设有贯穿管状轴承座，轴承座接口处设有机械密封环组件，连接管组件包括设在泵座内的出水弯管，出水弯管外侧曲壁上设有上主轴通孔，出水弯管的出水端从泵座侧面通出，出水弯管的进水端与连接管E形成密封连通A，连接管E向下密封通出泵座后与中间轴承架B密封连通，中间轴承架B与连接管D形成密封连通B，连接管D与中间轴承架A形成密封连通C，中间轴承架A与连接管A形成密封连通D，出水弯管、连接管E、中间轴承架B、连接管D、中间轴承架A、连接管A形成上弯下直的连接管组件整体，导流壳组件包括上导流壳、下导流壳，上导流壳的出水端与连接管A形成密封连通E，上导流壳的进水端与下导流壳出水端形成密封连通F，下导流壳的进水端与进水喇叭的渐缩端形成密封连通G，上导流壳、下导流壳形成轴截面呈葫芦状的变流道的导流壳组件整体，中间轴承架A、中间轴承架B、进水喇叭内沿中轴线设有轴架环结构，上导流壳、下导流壳内沿中轴线设有伞状流道轴架环结构，伞状流道轴架环结构与轴截面呈葫芦状的变流道配合形成导流壳环流道结构，传动轴组包括上主轴、中间轴、叶轮轴，电机的传动轴通过连轴组件A与上主轴传动连接，上主轴通过连轴组件B与中间轴传动连接，中间轴通过连轴组件C与叶轮轴传动连接，上主轴、中间轴、叶轮轴形成传动轴组整体，传动轴组整体自上而下依次穿过贯穿管状轴承座、上主轴通孔、中间轴承架B的轴架环结构、中间轴承架A的轴架环结构、上导流壳的伞状流道轴架环结构、下导流壳的伞状流道轴架环结构、进水喇叭的轴架环结构形成可旋转套接，导流壳组件整体内的叶轮轴上固定套设有叶轮，电机驱动传动轴组带动叶轮旋转将水源向上抽出地表。

本实用新型核电站厂用水泵提供了一种CAP1400示范工程厂用水泵，采用整体抽泵式结构，具有结构稳定，维护方便的特点。

附图说明

图1是本方案核电站厂用水泵的局部剖视示意图。

图2是图1中A部的连轴组件A的局部放大示意图。

图3是图1中B部的连轴组件C(B)的局部放大示意图。

图4是本方案泵体结构的剖视示意图。

图5是泵座与连接管组件上部装配结构的剖视示意图。

图6是进水管路的示意图。

图7是电机座的剖视示意图。

图8是中间轴承架B的剖视示意图。

图9是连接管D的剖视示意图。

图10是中间轴承架A的剖视示意图。

图11是连接管A的剖视示意图。

图12是上导流壳的剖视示意图。

图13是下导流壳的剖视示意图。

图14是进水喇叭的剖视示意图。

图15是本方案核电站厂用水泵的安装示意图。

图16是图15中安装结构A部的局部放大示意图。

图17是图15中安装结构B部的局部放大示意图。

其中，1是进水喇叭，6是叶轮，9是下导流壳，12是上导流壳，15是叶轮轴，16是连接管A，17是中间轴承架A，20是哈夫联轴器，21是中开圈，22是连接管D，23是中间轴，25是连接管E，26是泵座，27是上主轴，28是出水弯管，29是反法兰，33是出水管路，35是泵盖，37是轴承座，38是机械密封环组件，39是电机座，40是调整螺母，41是泵联轴器，42是中间节，44是电机联轴器，59是排气阀，66是进水管路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型核电站厂用水泵示意图。核电站厂用水泵包括电机、电机座、泵座、连接管组件、导流壳组件、进水喇叭、传动轴组。电机安装在电机座上，电机座通过泵盖与泵座固定连接，泵座座设在泵坑上，如图7所述，本方案的电机座是圆筒状结构，圆筒状结构的上下两端设有连接法兰，圆筒状结构的内部可以为电机传动轴和上主轴的连接组件提供安装空间。如图5所示，本方案的泵座是圆筒状结构，泵座的上端设有法兰结构，泵座通过该法兰结构与泵盖连接，泵盖起到连接电机座与泵座的中介结构作用，也对泵座起到密闭盖封的作用，同时为了保证阀体内部产生的气体能够及时排出，避免阀体内部压力异动影响泵的正常工作，本方案在泵盖的上侧上设有排气阀，排气阀排出泵内气体。泵坑是向下延伸的取水井结构。泵盖中央设有贯穿管状轴承座，轴承座接口处设有机械密封环组件，贯穿管状轴承座是容纳上主轴通入泵座内部的管状通道结构，其内部下端可设有轴套组件，轴套组件包括轴套和设在轴套与轴承座内壁间的导轴承，导轴承装入轴承座的一侧轴承座端面上设有导轴承挡板，用于防止导轴承移位。

连接管组件包括设在泵座内的出水弯管，出水弯管外侧曲壁上设有上主轴通孔，出水弯管的出水端从泵座侧面通出，出水弯管的进水端与连接管E形成密封连通A，连接管E向下密封通出泵座后与中间轴承架B密封连通，中间轴承架B与连接管D形成密封连通B，连接管D与中间轴承架A形成密封连通C，中间轴承架A与连接管A形成密封连通D，如图4所示，出水弯管、连接管E、中间轴承架B、连接管D、中间轴承架A、连接管A形成上弯下直的连接管组件整体。如图5所示，本方案的出水弯管是三通管结构，三通管的直管上端与泵盖密封连通，下端与连接管E密封连通，三通管的下端向上弯曲延伸出弯管端，弯管端通出泵座，弯管端上设有反法兰以便与其他管道连通。如图8、10所示，本方案的中间轴承架是环状结构，环状结构的两侧设有连接耳板，环状结构的内部设有轴架环结构，轴架环通过其外侧的连接板与中间轴承架内壁固定连接。如图9所示，连接管D是圆通状结构，其上下两端都设有连接法兰，连接法兰与筒体相接处沿周向设有若干加强筋，加固其连接强度。如图11所示，为了提高连接管组件的流量，合理利用水流经过导流壳组件后的储能状态，本方案的连接管A是沿抽水方向渐扩的管子部件，管子部件的两端设有连接法兰，两端连接法兰间还设有加强筋，在保证结构强度的前提下有效提高连接管中的水流量。

导流壳组件包括上导流壳、下导流壳，上导流壳的出水端与连接管A形成密封连通E，上导流壳的进水端与下导流壳出水端形成密封连通F，下导流壳的进水端与进水喇叭的渐缩端形成密封连通G，上导流壳、下导流壳形成轴截面呈葫芦状的变流道的导流壳组件整体，中间轴承架A、中间轴承架B、进水喇叭内沿中轴线设有轴架环结构，上导流壳、下导流壳内沿中轴线设有伞状流道轴架环结构，伞状流道轴架环结构与轴截面呈葫芦状的变流道配合形成导流壳环流道结构，如图12、13所示，导流壳的上下两端设有连接法兰，内部的伞状流道轴架环结构与导流壳内壁间通过导流板连接，叶轮旋转将水从地下抽取上来经过导流板调整流动方向后向上流出。如图14所示，本方案的进水喇叭是沿水流方向渐缩的喇叭状结构，进水喇叭的上端设有连接法兰，连接法兰与喇叭外壁间设有结构加强筋，进水喇叭内部设有轴架环结构，轴架环通过其外侧的连接板与进水喇叭内壁固定连接。

传动轴组包括上主轴、中间轴、叶轮轴，电机的传动轴通过连轴组件A与上主轴传动连接，上主轴通过连轴组件B与中间轴传动连接，中间轴通过连轴组件C与叶轮轴传动连接，上主轴、中间轴、叶轮轴形成传动轴组整体，传动轴组整体自上而下依次穿过贯穿管状轴承座、上主轴通孔、中间轴承架B的轴架环结构、中间轴承架A的轴架环结构、上导流壳的伞状流道轴架环结构、下导流壳的伞状流道轴架环结构、进水喇叭的轴架环结构形成可旋转套接，导流壳组件整体内的叶轮轴上固定套设有叶轮，电机驱动传动轴组带动叶轮旋转将水源向上抽出地表。如图2所示，本方案的连轴组件A包括依次固定连接的电机联轴器、中间节、泵联轴器，电机联轴器与电机传动轴固定套接，泵联轴器与上主轴固定套接，电机传动轴通过连轴组件A带动上主轴旋转。电机轴和泵轴采用刚性联轴器联接，并且设有中间节，可在不拆卸电机和电机架的情况下，对密封进行维修、更换。进一步，为了便于泵轴的安装维护，调节叶轮的周向高度，本方案在泵联轴器下方的上主轴上设有与上主轴形成内外螺纹连接的调整螺母，调整螺母通过螺栓固定在泵联轴器的下端上，传动轴组通过内外螺纹连接旋动调节叶轮的轴向位置，调节完成后通过螺栓将调整螺母固定在泵联轴器上防止松动。如图3所示，本方案的连轴组件B包括哈夫联轴器，哈夫联轴器的中部设有中开圈，上主轴与中间轴通过中开圈轴向定位连接，上主轴与中间轴通过哈夫联轴器周向定位连接。哈夫联轴器包括两片扣合成筒状结构的半筒状分体，两者通过上主轴上的键阻止上主轴的周向相对运动，中开环是卡环结构，将上主轴与中间轴的端部限定卡牢以阻止两者的周向相对运动。本方案为了保证轴系的平稳运行，还在各轴架环出设置了导轴承组件，具体是传动轴组与贯穿管状轴承座、中间轴承架B的轴架环结构、中间轴承架A的轴架环结构、上导流壳的伞状流道轴架环结构、下导流壳的伞状流道轴架环结构、进水喇叭的轴架环结构形成可旋转套接处还设有导轴承组件，导轴承组件包括轴套、导轴承、轴承挡板，轴套套设在传动轴上，导轴承设在轴架环结构与轴套间，轴承挡板封设在导轴承一侧的轴架环结构的端部，轴承挡板阻止导轴承从轴架环结构内脱出。

本方案的核电站厂用水泵在水泵启动时上端轴封必然存在瞬时的干摩工况，为了保证机械密封环组件能够承受该干摩工况，本方案还设计了引水冲洗的方案，如图5、6所示，具体是机械密封环组件还包括冲洗管路，冲洗管系包括进水管路、出水管路，进水管路包括外接工业水进水管道、水泵内水进水管道、进水总管道，外接工业水进水管道的进水端与外部工业水源连通，外接工业水进水管道的出水端通过三通接头与进水总管道的进水端连通，水泵内水进水管道的进水端与水泵内水源连通，水泵内水进水管道的出水端通过三通接头与进水总管道的进水端连通，进水总管道的出水端从机械密封环组件的一侧通入，出水管路从机械密封环组件的另一侧通出接入泵坑。进一步，为了使得进水的水源便于控制更换，本方案在上述方案的基础上在管路上增设了阀门组件，具体是外接工业水进水管道上设有进水控制阀组，进水控制阀组包括形成串联的截止阀A、止回阀、截止阀B，水泵内水进水管道上设有截止阀C，止回阀在水泵内水进水管道内的水压大于外接工业水进水管道内的水压的状态下关闭，冲洗管路形成泵内循环冲洗回路，止回阀在水泵内水进水管道内的水压小于外接工业水进水管道内的水压的状态下开启，冲洗管路形成泵外冲洗水路。即本方案为了使泵更加安全、可靠的运行，在该冲洗管路设计时，进水管路按两路水源冲洗设计，分别是水泵内部(输送介质)和外接工业水，水泵运行时，管路系统会通过外接水管路及泵本体管路水的压力不同，分别对机械密封进行冲洗，当外接水压力大于泵本体介质压力的情况下，即进水管路上止回阀通，外接水对密封进行冲洗，当外接水压力小于泵本体介质压力的情况下，即进水管路上止回阀关闭，泵本体水进行冲洗。因此，本方案在运行过程中就算外接工业水失效，也会有泵本体内的海水对机封进行冲洗，对水泵的运行及机封都不会存在任何影响。两路水源的设计较好的解决了机械密封环组件在干摩工况下以及正常运行中的冷却等问题。

本方案的水泵在工作时旋转产生振动，对泵的运行产生不利影响，为了监控这种振动，减少振动对泵的部件产生的有害影响，本方案在电机座上还设有测振装置，测振装置监测水泵的三维振动状况。泵体的其他部位也可以根据实际需要安放测振装置。进一步的，为了控制因振动导致的泵体部件间的连接松动、变形、移位，本方案还设计了连接的稳固加强方案，即如图5、9～14中D处所示，具体是出水弯管外侧曲壁上沿上主轴通孔的中轴线设有向上延伸的弯管段连接法兰，弯管段连接法兰与泵盖的下侧沿所述贯穿管状轴承座的中轴线向下延伸的上主轴密封法兰形成密封连通H，密封连通A、密封连通B、密封连通C、密封连通D、密封连通E、密封连通F、密封连通G、密封连通H的法兰密封连接处设有若干定位销，本方案优选在密封连通A、密封连通B、密封连通C、密封连通D、密封连通E、密封连通F、密封连通G、密封连通H的法兰密封连接处设有3个沿周向等间隔排列的定位销。考虑到本方案的水泵较长，外筒体是由多个零件连接而成，故相邻两零件连接处都存在一定的配合间隙，为保证泵的同心要求，在水泵安装时通过特制安装工具调整间隙后，再在筒体上法兰面上配备了3个定位销进行定位，有效改善了立式泵振动这一关键问题。

泵运行时产生振动，不仅会影响结构内部的各部件间的配合，也会对泵整体的安装稳定性造成影响，导致泵体与泵坑间产生相对运动，影响设备正常工作。为了解决这个问题，本方案采取了加固安装措施，如图15～17所示，具体是泵座通过水泥基础固定在泵坑的入口处，水泥基础环设在泵座的外侧下半部上，所述泵座外侧下半部与水泥基础结合处的地面端设有泵体安装环座，泵体安装环座是轴截面呈“工”形的环状结构，泵体安装环座的底部边缘上设有连接加固部件，连接加固部件包括连接钩、连接销，连接钩的钩尾与泵体安装环座底部边缘固定连接，连接钩的钩头向下深入水泥基础形成固定勾连，连接销的一端与泵体安装环座底部边缘固定连接，连接销的另一端向下深入水泥基础形成固定连接。进一步，为了保护长轴泵向地下延伸的泵体部分，本方案的水泥基础向下延伸在连接管组件深入泵坑的部分周围形成水泥防护井道，水泥防护井道防止泵坑土层运动损坏连接管组件。

本方案的厂用水泵是CAP1400示范工程厂用水系统(SWS)的主要设备之一，其主要功能是为设备冷却水系统(CCS)热交换器提供冷却水。厂用水泵是一种耐海水腐蚀和泥砂冲蚀的立式、多级长轴泵，该泵主要由抽芯部分、外筒体部分构成。抽芯部分由进水喇叭、导流壳、叶轮、轴、连接管、出水弯管等零件构成。外筒体部分由泵座及管路等零件构成。水泵结构上采用整体抽泵式结构，可以在不拆卸出口管道的情况下，对泵的基础下面的工作部件进行检修。水泵轴向力完全由电机推力轴承承受，电机轴和泵轴采用刚性联轴器联接，并且设有中间节，可在不拆卸电机和电机架的情况下，对密封进行维修、更换。联轴器下端设置调整螺母，用于调整叶轮轴向位置。由于水泵较长，外筒体是由多个零件连接而成，故相邻两零件连接处都存在一定的配合间隙，为保证泵的同心要求，在水泵安装时通过特制安装工具调整间隙后，再在筒体上法兰面上配备了3个定位销进行定位。因此，本方案具有以下带来积极效果的特点：⑴水泵结构上采用整体抽泵式结构，可以在不拆卸出口管道的情况下，对泵的基础下面的工作部件进行检修；⑵在每个导流壳、中间支架里面，均设置水导轴承，承受转子各个部分的径向力，保证轴系平稳运行。导轴承选用进口轴承，介质自润滑，具有较好的自润滑和耐磨性能。可承受120秒的干摩擦运转要求；⑶长轴泵在水泵启动时上端轴封必然存在瞬时的干摩工况，因此该泵的机械密封必须能承受该干摩工况；⑷由于水泵较长，外筒体是由多个零件连接而成，故相邻两零件连接处都存在一定的配合间隙，为保证泵的同心要求，在水泵安装时通过特制安装工具调整间隙后，再在筒体上法兰面上配备了3个定位销进行定位，有效减小立式泵振动这一关键问题；⑸电机轴和泵轴采用刚性联轴器联接，并且设有中间节，可在不拆卸电机和电机架的情况下，对密封进行维修、更换；⑹联轴器下端设置调整螺母，方便调整水泵下端叶轮的轴向位置。基于以上特点，本方案的核电站厂用水泵相比现有的同类产品具有实质性特点和进步。

本方案的核电站厂用水泵并不限于具体实施方式中公开的内容，实施例中出现的技术方案可以单独存在，也可以相互包含，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。