300MW核反应堆冷却剂泵主泵下泵轴定位密封结构制造技术

本发明专利技术涉及一种300MW核反应堆冷却剂泵主泵机组下泵轴定位密封结构，下泵轴1轴端带有一个球面体8，球面体8与其配合面导叶体6的内圆锥面相接触，形成一圈环形密封面。本发明专利技术装配时，依靠下泵轴1自重落在导叶体6内的圆锥面上，起到自动定中心作用。同时，在检修主轴三级密封时，该球面和内圆锥面可以阻止泵壳7内带核冷却剂从泵壳7内向上反流出来，起到隔离作用。下泵轴定位密封结构，经推导运算得出一些技术数据，为下泵轴理论设计以及轴系安装提供可靠的理论依据。

【技术实现步骤摘要】
300MW核反应堆冷却剂泵主泵下泵轴定位密封结构
本专利技术涉及一种300MW核反应堆冷却剂泵主泵机组下泵轴定位密封结构。
技术介绍
300MW压水堆核电厂使用的反应堆冷却剂泵下泵轴作为轴系传动轴关键的组件之一，位处于核主泵中心的下部，是确保主泵初始安装中心的重要部件，是反应堆冷却剂泵结构中最为核心的重要组成部分。下泵轴的轴端面设计是冷却剂泵设计中重要的特点之一，是下泵轴结构设计不可缺少的环节。通过运算取得的技术数据，为核主泵设计积累重要的理论依据。目前，核主泵是我国核电站核岛中唯一没有完全实现国产化的设备，其技术上的先进性长期被欧美等发达国家垄断，我国在核主泵的设计及制造方面处于被动状态，为此核主泵结构设计和理论研究尤为重要。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种安全、密封性好，精度高的300MW核反应堆冷却剂泵核主泵下泵轴定位密封结构。本专利技术的技术方案是：一种300MW反应堆冷却剂泵核主泵机组下泵轴定位密封结构，核主泵结构其传动轴由三段组成，主推力盘装在上泵轴14上，上泵轴14固定在上半联轴节13上与第一平键17连接组成轴系上段部分，轴套9套在下泵轴1下部，主轴三级密封10安装在轴套9上部，轴套9套在下泵轴1下部，叶轮3位于下泵轴1下部，下泵轴1轴端与叶轮3上端面有合缝销2，叶轮螺栓5、叶轮螺母4将下泵轴1与叶轮3连接在一起，下半联轴节11安装在主轴密封10上端面，下半联轴节11与下泵轴1、叶轮3、轴套9组成轴系下段部分，中间轴12与上半联轴节13、下半联轴节11采用螺栓15、圆柱销16连接固定构成主泵机组的轴系部分，轴系部分装在导叶体6内部。下泵轴1的轴端设有一个球形面8结构，球形面8与下泵轴1轴端球形面配合位置的导叶体6设计成圆锥面。本专利技术的工作原理为：根据几何原理，下泵轴1及导叶体6均为对称结构，利用球形体若干个不等径圆与呈线性的若干个不等径圆组成的圆锥表面相接触会有一个等直径圆相吻合的特点，将下泵轴1的轴端设计成球形表面8与导叶体6的内圆锥面匹配形成一圈环形面，达到自动定心及密封的结构要求。根据结构要求，采用平面作图法确定下泵轴1的轴端球面体8的半径数值，同时通过推导运算得出数值与轴端球面体8的半径数值相同，来验证其设计尺寸正确；根据下泵轴1初装和运行不同状态位置要求计算的数据，给主泵实际安装测量检查提供有力的理论数据。下泵轴1位于冷却剂泵内下部，下泵轴1的下端面与叶轮3端面紧紧相连，靠叶轮螺栓5、叶轮螺母4等部件将其牢牢固定在一起，下泵轴1与叶轮3二者之间有合缝销2固定，起到定位作用，并籍以将电动机动力转矩传递到叶轮3。本专利技术的技术优点是：1.球面半径R＝219.317mm，如图2所示。下泵轴1结构中的球面8部位是核主泵设计中重要特点之一，是下泵轴设计不可缺少的环节；2.当主泵初次安装时，下泵轴1及安装在下泵轴1上的主轴三级密封10、轴套9和下半联轴节11组装成主泵轴系的下半部分，依靠下泵轴1的轴端球面8与固定件导叶体6内的圆锥面接触，形成自动定心结构。轴系其它两部分中间轴12和上泵轴14等组件，以此中心作为核主泵的安装基础中心，与下泵轴1组件联接共同组成轴系的旋转部分。主泵整体部件装配严格以安装中心为原始基础点，主泵安装时上下是否同心，决定着主泵的安全运行及振动；3.当主泵维修保养时，下泵轴1组件下落，下泵轴1轴端的球面8与导叶体6内的圆锥面接触，形成一条环形圆周密封面，并借助于泵轴系自身重量，密封住泵壳7内一回路带核冷却介质不往上反流，起到密封隔离作用；4.核主泵轴系装配时，中间轴12与上泵轴14等组件先连接成一体，此时下泵轴1等组件落入导叶体内，中间轴12与下泵轴1等组件之间的数值补偿了轴系装配部件间累积的误差和理论设计间隙数值，即球面8与导叶体6内锥面垂直高度EG＝4.8387mm，如图2所示，而轴系部件间装配是否达到安装要求，间隙数值EG提供了核主泵整体装配时的重要理论依据；5.计算得出的弧弦高值DE＝0.114mm，是加工下泵轴1轴端球面和检测其球面高度的依据。附图说明：图1核主泵轴系结构图图2下泵轴1与导叶体6配合尺寸链关系示意图具体实施方式如图1所示，一种300MW反应堆冷却剂泵核主泵机组下泵轴定位密封结构，核主泵结构其传动轴由三段组成，主推力盘装在上泵轴14上，上泵轴14固定在上半联轴节13上与第一平键17连接组成轴系上段部分，轴套9套在下泵轴1下部，主轴三级密封10安装在轴套9上部，轴套9套在下泵轴1下部，叶轮3位于下泵轴1下部，下泵轴1轴端与叶轮3上端面有合缝销2，叶轮螺栓5、叶轮螺母4将下泵轴1与叶轮3连接在一起，下半联轴节11安装在主轴密封10上端面，下半联轴节11与下泵轴1、叶轮3、轴套9组成轴系下段部分，中间轴12与上半联轴节13、下半联轴节11采用螺栓15、圆柱销16连接固定构成主泵机组的轴系部分，轴系部分装在导叶体6内部。下泵轴1的轴端设有一个球形面8结构，球形面8与下泵轴1轴端球形面配合位置的导叶体6设计成圆锥面。为了实现这个要求，在下泵轴1的轴端部位，设计成球面体8。下泵轴1组件依靠自重落在导叶体6内的圆锥面上，起到自动定中心的作用。当维修主轴三级密封时，该球面8和内圆锥面副形成的密封面阻止核冷却介质从泵壳7内反流上来，起到隔离密封作用。核主泵下泵轴1的轴端面设计是下泵轴结构设计不可缺少的环节。而且相关计算论证能够验证设计的合理及正确性，确保核主泵设计完整、运行安全可靠。下述下泵轴1球面体8结构尺寸计算以及球面体8数值与导叶体6内尺寸链的关系：如图2所示下泵轴1直径：d1＝φ320mmd2＝φ300mmd3＝φ310mm导叶体6下部内径：D1＝φ326mmD2＝φ305mm导叶体6内锥面的内锥角：β＝45°下泵轴1球面垂直平分线与中心线夹角：α＝45°一、作图设计有关尺寸：1.球面密封的球面体8半径SR的确定：作图依据：球面接触点的中心线必须与导叶体6内锥面成垂直角。半径可以有不同的数值，因此可以作出无数个点，但是只有一个点是合理可取的，即下泵轴1上的球面半径SR＝219.317mm与导叶体8内圆锥面相接触，所形成的环形密封面8才是本文叙述的重点。选择下泵轴1与导叶体6相接触最佳点的作图顺序：通过下泵轴1轴端b点作135°直线交于直径d1上的c点，再作cb线的垂直两等分线，与下泵轴1的中心线相交于O点，以Ob线为半径作bec圆弧，即可得球面弧线和球面半径SR＝219.317mm.2.为了确保球面半径SR的加工质量，便于检查测量下泵轴1球面，作图设计球面8半径上的最高点e，相对于c、b点的数值ed＝0.114mm.3.根据下泵轴1与导叶体6配合尺寸链关系，作图可得eg＝4.84mm.二、下面验证上述设计作图数据的正确性：①SR值计算：SR＝[(d1/2)2+(d2/2)2]1/2＝[(320/2)2+(300/2)2]1/2＝219.317mm.即Oc＝Ob＝Oe＝219.317mm(下泵轴1球面半径SR)②eg值计算：Oa＝(d1/2)/sin45°＝(320/2)×21/2＝226.27417mm.ah＝Sin45°×Oa-d3/2＝Sin45°×226.27417-155＝5mm.af＝Cos45°×ah＝Cos45°×5＝3.5355m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种300MW反应堆冷却剂泵核主泵机组下泵轴定位密封结构，其特征是：核主泵结构其传动轴由三段组成，主推力盘装在上泵轴(14)上，上泵轴(14)固定在上半联轴节(13)上与第一平键(17)连接组成轴系上段部分，轴套(9)套在下泵轴(1)下部，主轴三级密封(10)安装在轴套(9)上部，轴套(9)套在下泵轴(1)下部，叶轮(3)位于下泵轴(1)下部，下泵轴(1)轴端与叶轮(3)上端面有合缝销(2)，叶轮螺栓(5)、叶轮螺母(4)将下泵轴(1)与叶轮(3)连接在一起，下半联轴节(11)安装在主轴密封(10)上端面，下半联轴节(11)与下泵轴(1)、叶轮(3)、轴套(9)组成轴系下段部分，中间轴(12)与上半联轴节(13)、下半联轴节(11)采用螺栓(15)、圆柱销(16)连接固定构成主泵机组的轴系部分，轴系部分装在导叶体(6)内部。

【技术特征摘要】
1.一种300MW反应堆冷却剂泵核主泵机组下泵轴定位密封结构，其特征是：核主泵结构其传动轴由三段组成，主推力盘装在上泵轴(14)上，上泵轴(14)固定在上半联轴节(13)上与第一平键(17)连接组成轴系上段部分，轴套(9)套在下泵轴(1)下部，主轴三级密封(10)安装在轴套(9)上部，轴套(9)套在下泵轴(1)下部，叶轮(3)位于下泵轴(1)下部，下泵轴(1)轴端与叶轮(3)上端面有合缝销(2)，叶轮螺栓(5)、叶轮螺母(4)将下泵轴(1)与叶轮(3)连接在一起，下半...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑立新，李聪，徐文吉，高玉爽，徐冬，
申请(专利权)人：哈尔滨电气动力装备有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23