[发明专利]一种核电用离心式余热排出泵回流装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种核电用离心式余热排出泵，具体涉及一种回流装置。

背景技术

百万千瓦级核电用余热排出泵属核二级泵，是核电站一回路的余热排出系统RRA的重要组成部分。其功能是排除反应堆余热，是最关键的核动力设备之一。由于余热占电站总热功率的2～3％，余热排出泵的水力部件设计开发已成为业内公认的制约其国产化的最大难题。传统的余热排出泵的结构形式为卧式、单级、单吸、后开门式离心泵，中心线支承。泵采用水平吸入、垂直向上吐出结构，转子为悬臂结构。叶轮外设置径向导叶，使液体均匀进入环形压出室，以消除平衡径向力。设置叶轮前后口环，并在叶轮上开设平衡孔来调整轴向力的大小，使泵轴平常处于较小的受拉伸状态。由于核电用泵要求较高，相关文件规定此型泵在最小流量到最大流量范围内均稳定运行而不受流量变化的影响，且在规定的任何工况下均不发生汽蚀。通常采用泵的传统的轴向力平衡装置，即在叶轮上开设平衡孔时，通过叶轮平衡孔液体的回流方向与叶轮来流方向相反，破坏了正常的流动状态，造成叶轮进口处水流紊乱，降低泵的效率。回流漩涡会诱导产生振动和噪声，并引发漩涡汽蚀，破换过流部件，降低泵的寿命。要解决这些问题，应该要对离心泵的进口回流进行控制。因此，研究新型的适合核电用余热排出泵的回流装置是实现此种泵国产化所必须解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核电用离心式余热排出泵回流装置，提高余热排出泵的安全稳定性和运行效率。

本发明通过在前盖和泵体上开设回流孔，解决因采用传统叶轮平衡孔液体的回流方向与叶轮来流方向相反而造成的叶轮进口处水流紊乱问题。本发明采用的具体技术方案如下：

一种核电用离心式余热排出泵回流装置，包括前盖(1)、泵体(3)、导叶(4)、叶轮(5)、叶轮螺母(6)、叶轮后口环(7)、回流管路(9)、轴承架(10)、轴(11)、叶轮前口环(12)；其中前盖(1)、泵体(3)、导叶(4)、叶轮前口环(12)、轴承架(10)沿轴向依次布置，前盖(1)与泵体(3)固定连接，泵体(3)与导叶(4)固定连接，前盖(1)与导叶(4)端口连接，泵体(3)与轴承架(10)固定连接；叶轮螺母(6)与叶轮(5)依次固接在轴(11)上，并可相对于前盖(1)、泵体(3)、导叶(4)、轴承架(10)沿周向转动；叶轮(5)出口中心线的位置与导叶(4)流道中截面对应，叶轮前口环（12）与前盖(1)固定连接，叶轮前口环(12)与叶轮(5)采用间隙配合，叶轮(5)与泵体(3)通过叶轮后口环(7)间隙配合；其特征在于，在泵体(3)的叶轮后口环(7)与轴(11)之间位置上周向均匀开设5-8个回流孔(8)；在前盖(1)的进口管截面上沿周向均匀开设回流孔(2)，且大小、数量与回流孔(8)相同，回流孔(2)、回流孔(8)分别与回流管路(9)两端固定连接，并通过回流管路(9)形成回流装置；流体从叶轮出口流出，经过叶轮后口环(7)与泵体(3)的间隙，流经回流孔(8)、回流管路(9)和回流孔(2)回到叶轮进口。

所述的在前盖(1)的进口管截面上开设回流孔(2)，所述管截面在轴向上距离叶轮进口边的距离为0.8-1.2倍叶轮进口直径长度。

所述在泵体(3)上开设的回流孔(8)，由回流孔(8)的中心线所围成的圆的直径为叶轮前口环(12)所在直径的0.55-0.65倍。

所述的在泵体(3)上开设的回流孔(8)与在前盖(1)开设的回流孔(2)径向对应,如图3所示。

所述的回流孔(2)、回流孔(8)的总面积为叶轮后口环(7)与泵体(3)间隙面积的6-9倍。

本发明的工作过程为：核电用离心式余热排出泵的叶轮在电机带动下旋转做功，将电机的机械能转化为液体的压能及速度能，大部分高压液体流出叶轮进入导叶、蜗壳及出口管路，一小部分液体进入叶轮与泵体形成的前后腔体内，尤其是经过叶轮后口环，进入后腔回流孔，在叶轮前后压差作用下，被压入回流管路返回到进口管上的回流孔，形成回流，该回流不直接进入叶轮，不会扰乱叶轮内流场分布，而且该回流压力相对较高，可以改善叶轮进口的汽蚀性能。

本发明的优点在于：通过在前盖与泵体上开设回流孔的回流方式，该回流出流方向与叶轮内流动方向一致，可以有效改善因采用传统叶轮平衡孔液体的回流方向与叶轮来流方向相反而造成的叶轮进口处水流紊乱情况。从而提高泵的效率，降低泵的临界汽蚀余量，并有效改善叶轮出口处的压力脉动情况。同时可以通过改变开设的回流孔的位置、大小和数量，达到提高性能的最佳效果。

 

附图说明

图1：本发明采用开设回流孔形成的回流装置示意图