[实用新型]自泵送流体动静压导向轴承

说明书

技术领域

本专利属于轴承技术领域，特别涉及一种能够产生流体动静压的导向轴承，适用于钠冷快堆钠泵用导向轴承。

背景技术

从20世纪50年代末至60年代初，世界上建造第一批原型核电站以来，核电技术的发展已经经历了三代，正在进行第四代开发。在控制温室气体排放、发展低碳经济的大趋势下，许多国家都在积极推进核电建设，我国已将核电列为国家发展规划中低碳能源供应的重要支柱。

核电站反应堆种类较多，可分为轻水堆(包括压水堆和沸水堆)、重水堆、石墨气冷堆和快中子增值堆等。核电站原则性热力系统一般可分为三种：一回路系统、二回路系统、三回路系统。不论何种热力系统及堆型，均需要冷却剂将堆芯中核裂变产生的热量带出以冷却堆芯并进行后续发电过程的一回路系统。核主泵是驱动冷却剂在一回路不断循环的心脏部件。

作为第四代反应堆，快中子增殖堆可以高效利用核燃料，一般来说利用率可以达到60％～70％。快中子增殖堆运行时一方面消耗裂变燃料，同时又会产生裂变燃料，其冷却剂主要为液态金属和氦气。目前试验中的快中子冷却堆大多采用通过一回路系统的钠冷却剂将堆芯中核裂变产生的热量带出、二回路系统的钠受热剂将受用的热量送往蒸汽发生器。钠具有在常压下也能达到电站所要求的工作温度(活性区出口温度为500～600℃)的优点。钠的缺点是遇水或氧气后会发生剧烈反应甚至爆炸。为此，钠泵在设计时，均设计成立式，叶轮背面除了液钠，上方还覆盖有厚厚的氩气保护层。考虑到工作条件和性能要求，泵轴的上端采用组合的球轴承和端面轴承，下端采用滑动轴承作导向轴承。

按照现有技术，立式钠泵的导向轴承结构是这样的：与钠泵泵体连接的轴套端面上开设有L形引流孔，连通轴套内径布置的轴向承压槽。在钠泵工作时，叶轮背压通过引流孔进入轴向承压槽，由于L形引流孔的直径大于泵轴与轴套间的间隙，流动阻力较小，因此，液钠通过L形引流孔进入轴向承压槽，在轴套与泵轴之间形成流体静压，并在泵轴偏心的条件下产生流体动压。在转速较慢的工况下，叶轮背压较小，经由L形引流孔流入轴向承压槽的液钠产生的流体静压也很小，难以承担泵轴的偏心摆动力，泵轴与导向轴承会发生碰撞而损伤。一回路及二回路的钠泵规定使用寿命均为40年，如果在此期间对泵轴和轴承进行更换将造成巨大的经济损失，不仅如此，维修时混入钠泵的氧气以及水汽在工作与液钠接触会发生剧烈的化学反应，不利于钠泵的安全运行，甚至引发事故。此外，由叶轮背压经L形引流孔进入轴向承压槽内液钠，形成流体静压时，会从轴承上端与泵轴的间隙泄漏，导致钠泵效率降低。

发明内容

本技术的目的是提出一种自泵送流体动静压导向轴承，以解决现有钠泵在启动和运行时导向轴承承载力不足，致使泵轴与轴承碰擦磨损，以及泄漏率较大，钠泵效率低的问题，保证钠冷快堆长周期安全稳定运行，提高钠泵的工作效率。

本专利的技术方案是：

一种自泵送流体动静压导向轴承，由轴套6和泵轴5组成，轴套6连接于泵体2，并穿套在泵轴5上，轴套6上开有引流孔9，所述引流孔9将轴套6与泵体2连接的端面和在轴套6内径布置的轴向承压槽8相连通，在钠泵工作时，叶轮3背压通过引流孔进入轴向承压槽8，形成流体静压；泵轴5上开设有螺旋槽7，在钠泵工作时，螺旋槽7将轴承外侧的液钠楔入进轴承内，形成流体动压。

轴套6周向上均布4-8组L形引流孔9和轴向承压槽8，L形引流孔9的进口设置在轴套6端部，轴向承压槽8设置在轴套6中部，引流孔9与轴向承压槽8一一对应，连接于轴向承压槽8的中部；

所述的轴向承压槽8设置在轴套6的中部，轴向承压槽8的起止位置距离轴套6两端部一定的距离，其长度短于轴套6的宽度。

所述的螺旋槽7的下止点略高于轴向承压槽8的下端面，上止点略高于轴套6的上端面。

所述的螺旋槽7的螺旋方向与泵轴5的旋转方向一致。

所述的螺旋槽7截面形状为矩形、半圆形或半椭圆形。