專利名稱：一種余熱排出泵軸冷卻結(jié)構(gòu)的制作方法
一種余熱排出泵軸冷卻結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于離心泵技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種增強余熱排出泵軸冷卻效果的裝置。
技術(shù)背景
隨著國內(nèi)核電大發(fā)展和核電泵國產(chǎn)化程度的日益加深，核電泵得到了較深入的研 究。余熱排出泵是核電站中余熱排出系統(tǒng)的組成部分，是除核主泵之外唯一布置在核島之 內(nèi)的核二級泵，是關(guān)系到核島能否安全停堆的核心裝備。在反應(yīng)堆冷卻劑泵停運時，余熱排 出泵開始運行，回路水溫直接達到180°C，泵內(nèi)高溫水體的熱量傳導到泵的軸承體內(nèi)，加上 軸承高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的摩擦熱量，使軸承體的溫升大大高于其允許工作溫升范圍。因此，需 要采用循環(huán)水對其進行冷卻。
經(jīng)檢索，與本發(fā)明相關(guān)的專利申請有一種高溫前置泵軸承體冷卻裝置(公告號 CN201884334U)，發(fā)明了一種利用螺旋型盤管來冷卻軸承體的裝置，特點是結(jié)構(gòu)簡單，具有 一定冷卻效果，但是其冷卻水路布置在軸的一端，未能充分利用螺旋形盤管導熱快的特點， 冷卻效果不夠理想。
導向軸承油溫冷卻結(jié)構(gòu)(公告號CN201982525U)，該發(fā)明較充分運用了冷卻水 路，加入了冷卻水套，但其冷卻水套采用圓柱環(huán)形水套，水流動緩慢，換熱效果不佳。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，能夠采用什么裝置，可以增強余熱排出泵軸冷 卻效果，提出一種泵軸承體冷卻效果，這種余熱排出泵軸冷卻裝置冷卻效果明顯，結(jié)構(gòu)簡 單，并且不影響泵的運行效率。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種泵軸承體冷卻裝置，包括冷卻水套中的螺旋型 冷卻水道和軸承箱冷卻腔中冷卻水管路等部件。
原有的泵軸通過外部水道冷卻潤滑油，潤滑油再帶走軸的熱量。由于考慮支撐強 度原因，箱體內(nèi)壁很厚，油溫冷卻速度很慢且效果不佳，在一定程度上影響潤滑油和軸承的 使用壽命。
為了增強余熱排出泵軸冷卻效果，本發(fā)明改變單一流道形式，采用外部水套和內(nèi) 部冷卻水路的雙重冷卻措施，冷卻水由進水口進入軸承箱后分兩路，一路從外部的冷卻水 套中的流道通過，具有2圈半螺旋長度，螺距65mm，為所散熱軸長的O. 18倍；另一路從軸承 箱冷卻室的螺旋型冷卻水路通過，具有3圈半螺旋長度，管徑18_，在螺旋管橫截面中靠近 螺旋中心線的點稱為內(nèi)側(cè)，而遠離螺旋中心線的點為外側(cè)。螺旋管內(nèi)流體在流動過程中將 受到離心力的作用，且離心力大小在截面分布不均勻——內(nèi)側(cè)離心力大，而外側(cè)離心力小。 在此離心力場的作用下，流體在沿管長方向流動的同時產(chǎn)生了徑向的二次流并出現(xiàn)了漩渦 (Dean渦)，從而增強了對壁面邊界層的擾動，提高了傳熱性能。螺旋直徑D越小，相同流速 下離心加速度越大。故沒有設(shè)計螺旋型換熱管緊貼軸承箱，而設(shè)計螺旋直徑250_，管內(nèi)徑 與螺旋直徑之比為O. 072，螺旋管與軸承箱壁間有18. 5mm的間距，為軸承箱冷卻腔半徑的O. 12倍。螺距對螺旋管內(nèi)流動傳熱過程影響較小，在分析中可以忽略其影響，本發(fā)明中螺旋 管螺距取為36mm (2倍管徑)。外流道和冷卻水路中的冷卻水吸收泵軸熱量后匯合，從出水 口流出。本發(fā)明通過上述技術(shù)方案，通過螺旋管冷卻管路降低潤滑油溫度，提高軸和軸承的 使用壽命，達到了有益的技術(shù)效果。
螺旋盤管采用繞彎、滾彎、中頻感應(yīng)加熱彎曲和火焰加熱彎曲的成形工藝加工制 造，為強化傳熱，采用相變材料。
本發(fā)明的有益效果是增強余熱排出泵軸冷卻效果，并考慮了螺旋管內(nèi)流體受到 的離心力作用；另外本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，并且不影響泵的運行效率。


附圖為本發(fā)明所述的一種余熱排出泵軸冷卻結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
圖中1_軸承箱；2_深溝球軸承；3_圓柱滾子軸承；4_冷卻水；5-潤滑油；6-冷卻 水管路；7-冷卻水套；71-進水口 ；72_出水口。
具體實施方式
結(jié)合附圖，本發(fā)明所述的余熱排出泵軸冷卻裝置包括軸承箱1、深溝球軸承2、圓 柱滾子軸承3、冷卻水4、潤滑油5、冷卻水管路6、冷卻水套7、進水口 71、出水口 72等部件， 冷卻水管路6安裝在軸承箱I上，和螺旋型外流道一起用來冷卻泵軸，達到核島安全停堆的 效果。
工作過程如下
冷卻水4由進水口 71進入軸承箱I后分兩路，一路從外部的冷卻水套7中的流道 通過；另一路從軸承箱I冷卻室的螺旋型冷卻水路6通過。冷卻水套7中的外部流道和軸承 箱內(nèi)冷卻水管路6中的冷卻水吸收泵軸熱量后匯合，從出水口 72流出。本發(fā)明通過上述技 術(shù)方案，通過內(nèi)部和外部的螺旋管冷卻管路降低潤滑油溫度，增強余熱排出泵軸冷卻效果， 并考慮了螺旋管內(nèi)流體受到的離心力作用，提高軸和軸承的使用壽命，達到了冷卻的目的。
權(quán)利要求
1.一種余熱排出泵軸冷卻結(jié)構(gòu)，包括軸承箱(I)、深溝球軸承(2)、圓柱滾子軸承(3)、冷卻水⑷、潤滑油(5)、冷卻水管路(6)、冷卻水套(7)、進水口(71)、出水口(72)，其特征在于改變單一流道形式，采用外部水套和內(nèi)部冷卻水路的雙重冷卻措施，并考慮了螺旋管內(nèi)流體受到的離心力作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種余熱排出泵軸冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于采用螺旋型外部水流道和內(nèi)部冷卻水路的雙重冷卻措施。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種余熱排出泵軸冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于外流道螺距為所散熱軸長的O. 18倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種余熱排出泵軸冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于軸承箱冷卻室冷卻水路￠)的管內(nèi)徑與螺旋直徑之比為O. 072，螺旋管與軸承箱壁間距為軸承箱冷卻腔半徑的O. 12倍，螺距為2倍管徑。
全文摘要
一種余熱排出泵軸冷卻結(jié)構(gòu)，屬于離心泵技術(shù)領(lǐng)域。包括軸承箱1、深溝球軸承2、圓柱滾子軸承3、冷卻水4、潤滑油5、冷卻水管路6、冷卻水套7、進水口71、出水口72。螺旋盤管采用繞彎、滾彎、中頻感應(yīng)加熱彎曲和火焰加熱彎曲的成形工藝加工制造，為強化傳熱，采用相變材料。本發(fā)明改變單一流道形式，采用外部水套和內(nèi)部冷卻水路的雙重冷卻措施，并考慮了螺旋管內(nèi)流體受到的離心力作用，來達到增強余熱排出泵軸冷卻效果目的。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，增強余熱排出泵軸冷卻效果明顯，并且不影響泵的運行效率。
文檔編號F04D29/58GK102996525SQ201210475890
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者鄧鑫, 袁壽其, 袁建平, 裴吉, 張金鳳 申請人:江蘇大學