本發(fā)明屬于核工程技術領域，尤其涉及一種核電站主泵折流管結構。

背景技術：

主泵是壓水堆核電站一回路系統(tǒng)的關鍵設備之一，主泵的可靠運轉才能確保核電站連續(xù)安全運行。軸封型主泵目前在核電站中廣泛使用，為確保主泵軸封組件和水潤滑軸承的正常運行，設置有軸封注入水系統(tǒng)和熱屏組件，熱屏組件由隔熱體和折流管兩部分組成。折流管是熱屏組件的重要組成部分，設計中考慮軸封注入水向下流動暢通，而高溫反應堆冷卻劑向上流動緩慢困難，從而可以有效地防止軸封注入水喪失時高溫、高壓反應堆冷卻劑向上流動，從而起到保護軸封組件和水潤滑軸承。

目前，折流管為組合式結構，已在多個核電站中進行了應用。

組合式折流管上部為軸封組件，下部為水潤滑徑向軸承。折流管由內(nèi)折流管、中折流管和外折流管三部分組成，三者通過螺栓組合在一起。

當軸封注入水進入內(nèi)折流管后，沿著內(nèi)折流管和中折流管之間的環(huán)形通道向下流動，進入到中折流管和外折流管之間的環(huán)形通道后注入水向上流動，然后進入到外折流管與隔熱體之間的環(huán)形通道向下流動進入水潤滑軸承，冷卻和潤滑水潤滑軸承。

組合式折流管的技術缺陷主要有：

1)折流管之間的縫隙存在泄漏，影響軸封注入水的流動和換熱效果，且對零部件配合面的加工要求較高；

2)折流管內(nèi)部設置有螺栓，存在螺栓松動和異物進入一回路的風險；

3)零部件數(shù)量多，機加工復雜，安裝與維修不便。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有的核電站主泵折流管結構中折流管之間存在縫隙影響軸封注入水的流動和換熱效果，內(nèi)部設置的螺栓存在螺栓松動和異物進入一回路的風險，以及零部件數(shù)量多導致的機加工復雜、安裝與維修不便的問題，提供了一種加工簡化、隔熱性能優(yōu)良的核電站主泵折流管結構。

本發(fā)明就上述技術問題而提出的技術方案如下：

本發(fā)明提供一種核電站主泵折流管結構，包括主體部，所述主體部上設置有用于套設主泵軸的軸向貫穿部、設置在所述軸向貫穿部外周的供軸封注入水流通的折流管、設置在所述折流管上方用于提高隔熱功能的環(huán)形封閉空腔；

所述軸向貫穿部設置多個均勻分布的密封凹槽，用于阻止反應堆冷卻劑和所述軸封注入水沿主泵軸流動；

所述折流管內(nèi)設置有用于使所述軸封注入水均勻流動的第一流量分配板和第二流量分配板。

本發(fā)明提供一種核電站主泵折流管結構中，所述主體部的頂端設置有用于安裝固定在泵軸上的內(nèi)部輔助葉輪及其相應的軸向定位裝置的第一環(huán)形空腔，所述第一環(huán)形空腔與所述軸向貫穿部之間設置有供軸封注入水注入的第二環(huán)形空腔，所述主體部的底端設置有用于安裝徑向軸承的第三環(huán)形空腔。

本發(fā)明提供一種核電站主泵折流管結構中，所述第一環(huán)形空腔、所述第二環(huán)形空腔、所述第三環(huán)形空腔及所述軸向貫穿部的中心軸在同一直線上。

本發(fā)明提供一種核電站主泵折流管結構中，所述折流管具有用于接收所述軸封注入水的輸入端和用于輸出所述軸封注入水的輸出端；所述輸入端設置在所述第二環(huán)形空腔的底面與所述折流管的連接處，所述輸入端開設有圓周分布的多個第一軸向孔，用于接收軸封注入水并均勻進入所述折流管；所述輸出端開設有圓周分布的多個徑向孔，用于使所述軸封注入水均勻流出以潤滑徑向軸承。

本發(fā)明提供一種核電站主泵折流管結構中，所述第一軸向孔環(huán)繞所述第二環(huán)形空腔的底面均勻設置，所述第一軸向孔的中心軸與所述軸向貫穿部的中心軸的平行，所述徑向孔環(huán)繞所述主體部的外壁均勻設置，所述徑向孔的中心軸與所述軸向貫穿部的中心軸的垂直。

本發(fā)明提供一種核電站主泵折流管結構中，所述折流管包括相互連通的第一環(huán)形通道和第二環(huán)形通道，所述第一流量分配板和所述第二流量分配板分別是在所述第一環(huán)形通道的上下位置，所述輸入端設置在所述第二環(huán)形空腔的底面與所述第一流量分配板的頂面的連接處，所述折流管傾斜部設置在所述第二流量分配板的下方和所述第二環(huán)形通道的一端的連通處，所述輸出端設置在所述第二環(huán)形通道的另一端與所述主體部的外壁連通處。

本發(fā)明提供一種核電站主泵折流管結構中，所述第一軸向孔圓周均勻分布在所述第一流量分配板上，所述第二流量分配板上設置有圓周均勻分布的第二軸向孔，所述第二軸向孔的中心軸與所述軸向貫穿部的中心軸的平行。

本發(fā)明提供一種核電站主泵折流管結構中，所述軸封注入水從所述輸入端進入所述第一軸向孔，依次經(jīng)過所述第一環(huán)形通道、所述第二軸向孔、所述折流管傾斜部和所述第二環(huán)形通道折返流動至所述輸出端。

本發(fā)明提供一種核電站主泵折流管結構中，所述第一軸向孔為腰形孔，所述第二軸向孔為腰形孔，所述徑向孔為圓形孔。

本發(fā)明提供一種核電站主泵折流管結構中，所述主體部位于所述環(huán)形封閉空腔上方及所述第一環(huán)形空腔的外周設置有兩個用于安裝所述折流管結構的徑向吊裝孔。

本發(fā)明提供一種核電站主泵折流管結構中，所述密封凹槽、所述折流管、所述環(huán)形封閉空腔的下方分別設置有用于在3D打印過程中提供支撐的密封凹槽傾斜部、折流管傾斜部、環(huán)形空腔傾斜部。

本發(fā)明提供一種核電站主泵折流管結構中，所述密封凹槽傾斜部、所述折流管傾斜部、所述環(huán)形空腔傾斜部的斜面與垂直方向呈45°傾角。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術方案，下面將對所需要使用的附圖作簡單地介紹，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明提供的核電站主泵折流管結構的剖視圖；

圖2是圖1A-A向所示的剖視圖；

圖3是本發(fā)明提供的核電站主泵折流管結構的軸封注入水流動方向的示意圖。

具體實施方式

為了解決現(xiàn)有技術中核電站主泵折流管結構中折流管之間存在縫隙影響軸封注入水的流動和換熱效果，內(nèi)部設置的螺栓存在螺栓松動和異物進入一回路的風險，以及零部件數(shù)量多導致的機加工復雜、安裝與維修不便的問題，提供了一種核電站主泵折流管結構，其核心思想是：用3D打印的制造方法制造出整體式的核電站主泵折流管結構，減少了零部件的數(shù)量，不存在零部件松動和脫落現(xiàn)象，便于安裝與維護，提高主泵運行的安全性和可靠性，且內(nèi)部流道之間不存在縫隙，減少了泄漏的途徑，提高了介質(zhì)的流動和隔熱效果，折流管結構內(nèi)部還設置有環(huán)形空腔，更好地提高隔熱效果，折流管的流道、空腔、槽型密封等位置設置與垂直方向呈45°傾角，有利于實現(xiàn)3D打印制造。

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

本發(fā)明提供一種核電站主泵折流管結構，如圖1所示，該裝置包括主體部100,主體部100上設置有用于套設主泵軸的軸向貫穿部101、設置在軸向貫穿部101外周的供軸封注入水流通的折流管、設置在折流管上方用于提高隔熱功能的環(huán)形封閉空腔110。

具體地，軸向貫穿部101的內(nèi)表面上向外凸出形成有若干均勻分布的密封凹槽102，密封凹槽102用于阻止反應堆冷卻劑和軸封注入水沿泵軸流動。多個均勻分布的密封凹槽102之間形成一系列的截流間隙與膨脹空腔，產(chǎn)生節(jié)流效應而達到阻漏的目的。密封凹槽102包括豎直的密封凹槽本體1021和設置在密封凹槽本體1021下方斜向內(nèi)的密封凹槽傾斜部1022，密封凹槽傾斜部1022的傾斜邊與軸向貫穿部101的中心軸呈45°傾角，密封凹槽傾斜部1022用于在3D打印過程中提供支撐，便于3D打印工藝成型。

主體部100的頂端朝向軸向貫穿部101凹陷設置有用于安裝固定在泵軸上的內(nèi)部輔助葉輪及其相應的軸向定位裝置的第一環(huán)形空腔111，第一環(huán)形空腔111與軸向貫穿部101之間設置有供軸封注入水注入的第二環(huán)形空腔112，第一環(huán)形空腔111的直徑略大于第二環(huán)形空腔112的直徑，第二環(huán)形空腔112的直徑大于軸向貫穿部101的直徑，第二環(huán)形空腔112的中間部分與軸向貫穿部101連通，第二環(huán)形空腔112位于軸向貫穿部101圓周外側的部分用于供軸封注入水注入，主體部100的底面朝向軸向貫穿部101凹陷設置有用于安裝徑向軸承的第三環(huán)形空腔113，第三環(huán)形空腔113的直徑大于軸向貫穿部101的直徑，第一環(huán)形空腔111、第二環(huán)形空腔112、第三環(huán)形空腔113、軸向貫穿部101的中心軸在同一直線上，這樣在將本發(fā)明提供的核電站主泵折流管結構安裝在主泵上時能保證精準的定位。

折流管具有用于接收軸封注入水的輸入端103和用于輸出軸封注入水的輸出端108。輸入端103設置在第二環(huán)形空腔112位于軸向貫穿部101圓周外側的底面與折流管的連接處，輸入端103開設有圓周均勻分布的多個第一軸向孔104，用于接收軸封注入水并均勻進入折流管；輸出端108開設有圓周分布的多個徑向孔109，用于使軸封注入水均勻流出以潤滑徑向軸承。

具體地，折流管包括相互連通的第一環(huán)形通道105和第二環(huán)形通道106，折流管在第一環(huán)形通道105上下位置分別設置有第一流量分配板115和第二流量分配板117，第一流量分配板115和第二流量分配板117均為環(huán)繞軸向貫穿部101設置的圓環(huán)形結構，第一軸向孔104開設在第一流量分配板115上，第一流量分配板115的上端為輸入端103，第一流量分配板115的下端與第一環(huán)形通道105相連，第二軸向孔116開設在第二流量分配板117上，第二流量分配板117的上端與第一環(huán)形通道105相連，第一流量分配板115和第二流量分配板117之間中空形成第一環(huán)形通道105，第一軸向孔104通過第一環(huán)形通道105與第二軸向孔116連通。輸入端103設置在第二環(huán)形空腔的112位于軸向貫穿部101圓周外側的底面與第一流量分配板115的頂面的連接處，第二流量分配板117同樣設置有45°傾角的斜邊結構，用于在3D打印過程中提供支撐，便于3D打印工藝成型。第二流量分配板117的下方和第二環(huán)形通道106的一端的連通處設置有折流管傾斜部107，折流管傾斜部107具有兩條斜邊，兩條斜邊與垂直方向呈45°傾角，折流管傾斜部107用于在3D打印過程中提供支撐，便于3D打印工藝成型。輸出端103設置在第二環(huán)形通道的另一端與主體部100的外壁連通處。

環(huán)形封閉空腔110包括豎直的環(huán)形封閉空腔本體1101和設置在環(huán)形封閉空腔本體1101下方斜向內(nèi)的環(huán)形封閉空腔傾斜部1102，環(huán)形封閉空腔傾斜部1102的傾斜邊與軸向貫穿部101的中心軸呈45°傾角，環(huán)形封閉空腔傾斜部1102用于在3D打印過程中提供支撐，便于3D打印工藝成型。環(huán)形封閉空腔110的設置能提高折流管的隔熱功能，更好地阻止回路介質(zhì)溫度向折流管上方傳導。

主體部100位于環(huán)形封閉空腔上方及第一環(huán)形空腔111的外周設置有用于安裝折流管結構的徑向吊裝孔114。

參考圖2，圖2是圖1A-A向所示的剖視圖。第一流量分配板115為圓環(huán)形結構，第一軸向孔104環(huán)繞軸向貫穿部101圓周外側均勻設置在第一流量分配板115上。第一軸向孔104的中心軸、第二軸向孔116的中心軸、軸向貫穿部100的中心軸平行，徑向孔109環(huán)繞主體部100的外壁均勻設置，徑向孔109的中心軸與軸向貫穿部100的中心軸的垂直。第一軸向孔104和第二軸向孔116為腰型孔，徑向孔109為圓形孔。用傳統(tǒng)的加工方法加工腰形孔比較困難，而本發(fā)明提供的核電站主泵折流管結構采用3D打印工藝進行制造，克服了腰形孔加工困難的問題。多個均勻分布的第一軸向孔104、第二軸向孔116和徑向孔109能保證軸封注入水均勻地在折流管中流動，同時也可是整個隔熱裝置更加穩(wěn)定?？梢岳斫獾氖?，第一軸向孔104、第二軸向孔116和徑向孔109的數(shù)量不受限制，但需確保軸封注入水流動順暢。

參考圖3，圖3是本發(fā)明提供的核電站主泵折流管結構的軸封注入水流動方向的示意圖。軸封注入水從第二環(huán)形空腔的112位于軸向貫穿部101圓周的外側通過輸入端103經(jīng)過第一流量分配板115上開設的多個第一軸向孔104進入到第一環(huán)形通道105，順著第一環(huán)形通道105向下流動經(jīng)過第二流量分配板117上開設的多個第二軸向孔116后進入折流管傾斜部107處，再沿著第二環(huán)形通道106向上流動至輸出端108并通過輸出端108上開設的多個徑向孔109流出主體部100。第一軸向孔104、第一環(huán)形通道105、第二軸向孔116、折流管傾斜部107及第二環(huán)形通道106構成了U形的折流管，能加長軸封注入水的流程，大大提高隔熱裝置的換熱性能。軸封注入水向下流動的過程中，由于有泵軸上的輔助葉輪補償其壓力損失，注入水可以順暢流動。當發(fā)生全廠斷電工況時，將完全喪失軸封注入水，且主泵停運后泵軸上的輔助葉輪停止工作，高溫反應堆冷卻劑向上流動的過程中除了克服流道的沿程阻力損失外，還需要克服兩個環(huán)形通道的介質(zhì)的勢能，有效阻止了高溫反應堆冷卻劑向上流動的速度。而且由于本發(fā)明提供的核電站主泵折流管結構采用3D打印工藝制造，因而折流管的通道之間不存在縫隙，減少了泄漏的途徑，提高了介質(zhì)的流動和隔熱效果。

本實施例提供的核電站主泵折流管結構由D打印的制造方法一體成型，減少了零部件的數(shù)量，不存在零部件松動和脫落現(xiàn)象，便于安裝與維護，提高主泵運行的安全性和可靠性，且內(nèi)部流道之間不存在縫隙，減少了泄漏的途徑，提高了介質(zhì)的流動和隔熱效果，折流管結構內(nèi)部還設置有環(huán)形空腔，更好地提高隔熱效果，折流管的流道、空腔、流量分配板、槽型密封等位置設置45°傾角，有利于實現(xiàn)3D打印制造。

以上僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。