[实用新型]一种对称布置叶轮离心式上充泵的新型轴向力平衡装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多级离心式上充泵轴向力平衡装置，特别涉及一种对称布置叶轮离心式上充泵的新型轴向力平衡装置。

背景技术

离心式上充泵是一种卧式、双壳体、筒状多级离心泵，是一回路的化学和容积控制系统（RCV）的重要组成部分。上充泵具有流量小、扬程高、转速高等特点，对其性能要求很高，技术难度大。上充泵的主要功能：(1)向3台主泵提供一定流量的机械密封冷却水，保证主泵机械密封正常工作，阻止主泵内有辐射的一回路水外泄；(2)在核电站正常运行、启动和停堆工况下，向反应堆冷却剂系统提供带有硼酸溶液的上充水，稳定回路系统压力并控制稳压器水位的波动；(3)在事故工况下，上充泵还作为高压安全注水泵使用，向反应堆冷却剂系统提供含硼水，以维持压力、控制反应性，当出现换料水箱低水位时，安注自动转入再循环阶段。

上充泵在核岛一回路内功能复杂，要求的工作性能点多，流量范围跨度很大，给上充泵设计上带来了很大的困难。通常认为对称布置叶轮离心式上充泵轴向力可以实现自动平衡，其实由于上充泵的总压头很高，对称两侧末级叶轮间压差很大，级间泄漏增大，这样布置的叶轮旋转时会所产生很大的轴向力，过大的轴向力会造成轴承发热，对称布置的叶轮，只有在级间泄漏为零的条件下，才能平衡轴向力，因此需要发明一种对称布置叶轮离心式上充泵的新型轴向力平衡装置，使其能平衡上充泵的轴向力。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种对称布置叶轮离心式上充泵的新型轴向力平衡装置，它可以实现无级间泄漏，平衡轴向力，避免了轴向力过大造成的轴发热的问题，保证上充泵的可靠运行。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：离心式上充泵的转子部件由十二级叶轮构成，所述十二级叶轮的前六级叶轮与七至十二级叶轮背对背对称布置，前六级叶轮的进水口指向上充泵的电机驱动端，在末级叶轮（或称第十二级叶轮）与第六级叶轮之间的中间段导叶上装有新型轴向力平衡装置。装置的静环安装在靠近第六级叶轮一端，通过内六角螺栓与中间段导叶相连，在静环与导叶、静环与耐磨衬套的接触面上分别装有O型圈，用来密封两者间的间隙，防止泄漏；静环与耐磨衬套之间装有若干弹簧，弹簧的弹力可以保证耐磨摩擦副与动环的内端面紧密接触，通过耐磨摩擦副与动环紧密接触，把高压液体与低压液体分隔开来，实现级间零泄漏；耐磨衬套与叶轮轮毂之间存在1.0mm～1.5mm的间隙，在第六级叶轮与末级叶轮靠近吸入端的后盖板上均匀开有3～8个直径为3.0mm～5.5mm的平衡孔，直径取大值时，所对应的平衡孔的数量少，直径取小值时，对应平衡孔的数量多；第六级叶轮上的平衡孔流出的水通过耐磨衬套与叶轮轮毂之间间隙到达耐磨摩擦副与动环之间的空腔，起到润滑冷却摩擦副的作用，耐磨摩擦副的表面呈蜂窝状，这样有利于水对摩擦副的润滑，可以防止摩擦副与动环端面摩擦过热，延长摩擦副的使用寿命；动环通过键与轴相连，安装在第六级叶轮与末级叶轮之间，动环的后端面与末级叶轮后盖板之间留有0.9mm～1.6mm间隙，这样与末级叶轮平衡孔配合，可以平衡部分轴向力；动环外端面上带有螺纹，当轴旋转时，利用螺纹的泵送作用，把沿间隙泄漏的水推赶回去，以实现密封功能；中间段导叶内端面带有反螺纹（即旋向与动环外端面上的螺纹旋向相反），与动环的螺纹共同构成迷宫式螺旋密封，可以防止高压液体泄漏量过大。

通过以上技术方案就可以解决上充泵轴向力过大及轴发热的问题，本实用新型的有益效果是，实现级间泄漏量为零，达到平衡轴向力，提高泵的效率及运行可靠性的目的。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的组装图；

图2为本实用新型一个实施例的结构示意图；

图1-2中：1.首级叶轮，2.第六级叶轮，3.末级叶轮（或称第十二级叶轮），4.中间段导叶，5、11.平衡孔，6.动环，7.耐磨摩擦副，8.耐磨衬套，9.弹簧，10、14.O型圈，12.静环，13.内六角螺栓，15.反螺纹，16.螺纹。

具体实施方式

图1是本实用新型一个实施例的组装图（未画出全部导叶），对称布置叶轮的离心式上充泵的转子部件由十二级叶轮构成，所述十二级叶轮的前六级叶轮与七至十二级叶轮背对背对称布置，前六级叶轮的进水口指向上充泵的电机驱动端，这种背靠背布置的叶轮由于存在级间泄漏，轴向力并没有完全平衡，因此还需在末级叶轮（或称第十二级叶轮）（3）与第六级叶轮（2）之间的中间段导叶（4）上装有新型轴向力平衡装置。