專利名稱：反應(yīng)堆冷卻劑泵流體動壓三級機械密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉反應(yīng)堆冷卻劑泵流體動壓三級機械密封裝置。
背景技術(shù)：
:反應(yīng)堆冷卻劑泵流體動壓三級機械密封裝置是反應(yīng)堆冷卻劑泵結(jié)構(gòu)中最為核心的重要組成部分，直接關(guān)系核主泵在核電站中能否安全、可靠運行。如果密封發(fā)生泄漏，將直接導致反應(yīng)堆停堆，給核電站帶來巨大的經(jīng)濟損失，嚴重時還會造成環(huán)境輻射污染。目前，核主泵是我國核電站核島中唯一沒有完全實現(xiàn)國產(chǎn)化的設(shè)備。而核主泵的制造市場長期被歐美日等發(fā)達國家壟斷，由其技術(shù)上的先進性，我國在核主泵的設(shè)計及制造方面處于被動狀態(tài)，并一直依賴于進口。發(fā)明內(nèi)容:本發(fā)明的目的是公開一種用于反應(yīng)堆冷卻劑泵流體動壓三級機械密封裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種反應(yīng)堆冷卻劑泵流體動壓三級機械密封裝置，由三級相同的機械密封串聯(lián)安裝，靜環(huán)組件(2-2)安裝到動環(huán)組件(2-1)上位，二者的密封面相接觸構(gòu)成機械密封(2)，動環(huán)(2-1)通過圓柱銷與一號密封軸套(I)進行軸向轉(zhuǎn)動連接，一號外環(huán)安裝到機械密封(2)外部并由一號導環(huán)(4)壓緊，二號密封軸套(7)的凹槽與一號密封軸套(I)凸緣套裝在一起并由兩瓣夾環(huán)(6)鎖緊形成連合體，相同的機械密封(2)通過圓柱銷安裝到二號密封軸套(7)上，二號外環(huán)(9)裝壓到一號導環(huán)(4)上并由六角頭螺釘(8)把合鎖緊，第一節(jié)流器(10)和第二節(jié)流器(11)的接頭分別安裝到二號外環(huán)(9)的下部軸向孔和上部軸向孔內(nèi)，由六角頭螺釘鎖緊，第三節(jié)流器(14)和第四節(jié)流器(15)的接頭安裝到二號外環(huán)(9)上的不同角度處徑向孔上，并由六角頭螺釘鎖緊，二號導環(huán)(12)裝壓到二號外環(huán)(9)上并由內(nèi)六角頭螺釘(13)鎖緊形成連合體，三級密封軸套(16)的凹槽與二級密封軸套(7)凸緣套裝壓緊，相同的機械密封(2)通過圓柱銷安裝固定在三級密封軸套(16)內(nèi)，三號外環(huán)(17)安裝二號導環(huán)(12)上并由三號導環(huán)(18)壓緊組成第三級密封腔。本發(fā)明的有益效果是:(I)本發(fā)明由三級相同的機械密封串聯(lián)裝壓而成，系統(tǒng)壓力通過四個節(jié)流器逐級降壓，最終實現(xiàn)密封的可控低壓“零泄漏”(零泄漏`，指的是反應(yīng)堆冷卻劑的無外泄漏)，保證核主泵的安全、可靠運行，并防止環(huán)境核輻射污染。(2)機械密封摩擦副由動環(huán)和靜環(huán)組成。其中，動環(huán)隨密封軸套旋轉(zhuǎn)。靜環(huán)端面設(shè)計成特殊的淺槽波紋形狀，運轉(zhuǎn)時密封摩擦副之間產(chǎn)生液膜，并處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免發(fā)生干磨擦而降低機械密封的壽命。( 3 )結(jié)構(gòu)上，第一級密封和第二級密封通過兩瓣夾環(huán)(6 )實現(xiàn)了兩級密封的整體連接，便于整體拆裝，大大節(jié)約拆裝時間。(4)三級機械密封裝置的串聯(lián)結(jié)構(gòu)和四個節(jié)流器可組成六種功能失效模式，當在某機械密封損壞時可保證主泵在一定時間內(nèi)仍可安全運行，有助于反應(yīng)堆冷卻劑泵安全停機和維護。反應(yīng)堆冷卻劑泵流體動壓三級機械密封裝置無泄漏原理說明:三級流體串聯(lián)動壓機械密封，采用三級相同的流體動壓式機械密封分攤密封壓力。來自上充泵(核電站另一個設(shè)備)的高壓注入水(壓力高于反應(yīng)堆冷卻劑泵腔內(nèi)壓力)，進入第一級密封腔內(nèi)，再由分別經(jīng)過兩個節(jié)流器節(jié)流，分別進入第二、三級機械密封裝置腔內(nèi)。進入第一級機械密封腔內(nèi)的壓力為159bar,進入第二級機械密封腔的壓力為106bar,進入第三級機械密封裝置腔的壓力為53bar。進入每級機械密封的冷卻水流量為600L/h。使三級串聯(lián)機械密封的每一級都是同等工況。每級機械密封可控泄漏為5L/h。在初始階段三級流體動壓機械密封芯件每級設(shè)計成均能承受全系統(tǒng)壓力159bar，但是在主泵正常運行時每級只承受1/3的全系統(tǒng)壓力，約53bar。反應(yīng)堆冷卻劑泵流體動壓三級機械密封裝置的結(jié)構(gòu)特點為非接觸式，平衡型，靜止式，多彈簧，旋轉(zhuǎn)環(huán)端面開設(shè)多個大波紋，靜環(huán)內(nèi)徑附加支撐鋼環(huán)。三級串聯(lián)機械密封的前兩級集裝在一起，第三級為一個單獨集裝式，每一級與泵體的接口尺寸逐級增大，與泵軸的接口尺寸逐級減小，這樣使安裝更加方便，快捷。核電站一回路系統(tǒng)壓力是152bar。在主泵正常運行工況下，系統(tǒng)壓力通過三級串聯(lián)機械密封降低到大氣壓力。由核電站RCV (化學和容積控制)系統(tǒng)的離心式上充泵提供的流量為2000L/h，壓力為159bar的高壓軸密封注入水進入軸密封系統(tǒng)后，由于軸密封注入水的壓力高于一回路系統(tǒng)壓力，因此該注入水分成三個流向。一個流向以流量800L/h至水潤滑徑向軸承進入到一回路系統(tǒng)內(nèi)，防止反應(yīng)堆冷卻劑進入密封腔內(nèi)。另兩個流向分別以流量600L/h進入第二級機械密封和第三級機械密封裝置，其壓力分別為106bar和53bar。該分向流是由第一節(jié)流器、第二節(jié)流器、第三節(jié)流器和第四節(jié)流器共四個節(jié)流器來完成的。注入水經(jīng)過第一節(jié)流器壓力降為106bar時，第 一級機械密封前后端的壓力差為53bar，此時第一級機械密封面的泄漏量為5L/h，其主要是密封面的潤滑和散熱作用。這5L/h的泄漏流量流到第二級機械密封前，壓力已降為106bar。同樣原理，經(jīng)過相同的機械密封，第二、三級機械密封和節(jié)流器的共同作用下，壓力為159bar高壓密封注入水的壓力也降到2 3bar，分別注入核電站化學和容積控制系統(tǒng)(RCV)，且從第三級機械密封的密封面泄漏出來的5L/h泄漏量流入低壓泄漏系統(tǒng)。三級流體動壓機械密封的研制成功，將使我國核主泵的國產(chǎn)化工作邁進一大步，從此擺脫受制國外進口的尷尬局面，填補國家始終未實現(xiàn)核主泵國產(chǎn)化的空白歷史，替代進口，節(jié)約外匯，也為國家核電在國際市場中的競爭及向第三方出口做好條件準備。


圖1是反應(yīng)堆冷卻劑泵流體動壓三級機械密封裝置剖視2是機械密封結(jié)構(gòu)剖視放大3是第一節(jié)流器圖4是第二節(jié)流器圖5是第二節(jié)流器圖6是第四節(jié)流器
具體實施例方式如圖1所示，反應(yīng)堆冷卻劑泵流體動壓三級機械密封裝置由三級相同的機械密封串聯(lián)安裝，如圖2所示，靜環(huán)組件2-2安裝到動環(huán)組件2-1上位，二者的密封面相接觸構(gòu)成機械密封2，動環(huán)2-1通過圓柱銷與一號密封軸套I進行軸向轉(zhuǎn)動連接，一號外環(huán)3安裝到機械密封2外部并由一號導環(huán)4壓緊，二號密封軸套7的凹槽與一號密封軸套I凸緣套裝在一起并由兩瓣夾環(huán)6鎖緊形成連合體，相同的機械密封2通過圓柱銷安裝到二號密封軸套7上，二號外環(huán)9裝壓到一號導環(huán)4上并由六角頭螺釘8把合鎖緊，如圖3、圖4所示，第一節(jié)流器10和第二節(jié)流器11的接頭分別安裝到二號外環(huán)9的下部軸向孔和上部軸向孔內(nèi)，由六角頭螺釘鎖緊，如圖4、圖5所示，第三節(jié)流器14和第四節(jié)流器15的接頭安裝到二號外環(huán)9上的不同角度處徑向孔上，并由六角頭螺釘鎖緊，二號導環(huán)12裝壓到二號外環(huán)9上并由內(nèi)六角頭螺釘13鎖緊形成連合體，三級密封軸套16的凹槽與二級密封軸套7凸緣套裝壓緊，相同的機械密封2通過圓柱銷安裝固定在三級密封軸套16內(nèi)，三號外環(huán)17安裝二號導環(huán)12上并由三號導環(huán)18壓緊組成第三級密封腔。本發(fā)明采用三級相同的機械密封2分別安裝到一號密封軸套1、二號密封軸套7、三級密封軸套16上，并和第一節(jié)流器10、第二節(jié)流器11、第三節(jié)流器14和第四節(jié)流器15組成六種功能失效模式，保證核主泵在某級機械密封損壞的情況下仍可短期內(nèi)運行，為核主泵的維護爭取時間，減小核電站的經(jīng)濟損失。本發(fā)明每級機械密封的結(jié)構(gòu)、功能相同，可相互替換，有利于核主泵的維護，適用范圍廣 。
權(quán)利要求
1.一種反應(yīng)堆冷卻劑泵流體動壓三級機械密封裝置，其特征是由三級相同的機械密封串聯(lián)安裝，靜環(huán)組件(2-2)安裝到動環(huán)組件(2-1)上位，二者的密封面相接觸構(gòu)成機械密封(2)，動環(huán)(2-1)通過圓柱銷與一號密封軸套(I)進行軸向轉(zhuǎn)動連接，一號外環(huán)(3)安裝到機械密封(2)外部并由一號導環(huán)(4)壓緊，二號密封軸套(7)的凹槽與一號密封軸套(I)凸緣套裝在一起并由兩瓣夾環(huán)(6)鎖緊形成連合體，相同的機械密封(2)通過圓柱銷安裝到二號密封軸套(7)上，二號外環(huán)(9)裝壓到一號導環(huán)(4)上并由六角頭螺釘(8)把合鎖緊，第一節(jié)流器(10)和第二節(jié)流器(11)的接頭分別安裝到二號外環(huán)(9)的下部軸向孔和上部軸向孔內(nèi)，由六角頭螺釘鎖緊，第三節(jié)流器(14)和第四節(jié)流器(15)的接頭安裝到二號外環(huán)(9)上的不同角度處徑向孔上，并由六角頭螺釘鎖緊，二號導環(huán)(12)裝壓到二號外環(huán)(9)上并由內(nèi)六角頭螺釘(13)鎖緊形成連合體，三級密封軸套(16)的凹槽與二級密封軸套(7)凸緣套裝壓緊，相同的機械密封(2)通過圓柱銷安裝固定在三級密封軸套(16)內(nèi)，三號外環(huán)(17)安裝二號導環(huán)(12)上并由三號導環(huán)(18)壓緊組成第三級密封腔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種反應(yīng)堆冷卻劑泵流體動壓三級機械密封裝置，每級機械密封的結(jié)構(gòu)、功能相同，方便相互更換，而四個節(jié)流器的結(jié)合使用，使三級流體串聯(lián)動壓機械密封形成六種功能失效模式，在某一級機械密封損壞的情況下，仍可使核主泵短期內(nèi)繼續(xù)運行，避免核電站瞬時斷電，既增強了核主泵的維護，又減小了核電站的經(jīng)濟損失。
文檔編號F04D29/10GK103256246SQ20131019015
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月22日
發(fā)明者蔡龍, 馮曉東, 李夢啟, 邱國帆, 江福, 賈允, 劉祥松, 卜延鵬 申請人:哈爾濱電氣動力裝備有限公司