核電廠通用機械設(shè)備之泵篇

1、核電廠通用機械設(shè)備之泵篇一 泵的概述泵是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能和動能從而實現(xiàn)流體定向運輸?shù)膭恿υO(shè)備。泵在現(xiàn)代核電長的運行過程中，占有相當(dāng)重要的位置，它是核電廠中應(yīng)用較多的動力機械設(shè)備。在核電廠一、二回路及其核輔助系統(tǒng)和非核輔助系統(tǒng)中，只要有液體輸送的地方，就離不開泵，泵所輸送的液體有水、化學(xué)溶液、藥劑、油類以及液態(tài)金屬等。如反應(yīng)堆冷卻劑回路的主泵、蒸汽回路中的主給水泵、凝結(jié)水泵、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)冷卻泵以及核與非核輔助系統(tǒng)的高、低壓安注泵、上充泵、安全噴淋泵、輔助給水泵、設(shè)備冷卻水、廢液輸送泵、核島重要生水泵、常規(guī)島冷卻水泵、分離段疏水泵、輔助冷卻水泵、主油泵、潤滑油泵、生活上水

2、泵等等。核電廠二回路如圖一所示。圖一：核電廠二回路示意圖二 核電站最常用泵的分類與其他工業(yè)用泵一樣，核電站最常用的泵按工作原理分類有葉片泵、容積泵和其它類型的泵，分述如下：1.葉片泵：（1） 離心泵：液體流出葉輪的方向與主軸垂直，或裝有離心式葉輪的泵。單極離心泵：單吸式離心泵；雙吸式離心泵多級離心泵在田灣核電站中，這類多級泵有安全殼噴淋泵（低壓安注泵，余熱排除泵）、高壓安注泵、大流量上充泵（轉(zhuǎn)子芯包如圖二所示）、主給水泵、輔助給水泵、凝結(jié)水泵以及蒸汽發(fā)生器排污泵等等。圖二：大流量上充泵的多級轉(zhuǎn)子芯包（2） 軸流泵（固定葉片；可調(diào)葉片）：液體流出葉輪的方向與主軸平行，或裝有軸流式葉輪的泵。（3）

3、 混流泵（蝸殼式；導(dǎo)葉式）：液體流出葉輪的方向與主軸不垂直也不平行，或裝混流式葉輪的泵?？勺鳛榇笕萘繖C組的循環(huán)水泵。（4） 旋渦泵：是一種特殊類型的離心泵，葉輪是一個圓盤，四周銑有凹槽的葉片成輻射狀排列。（5） 屏蔽泵（離心泵的一種）：在壓水堆的冷卻劑主循環(huán)泵即為屏蔽泵。2.容積泵（1）往復(fù)泵：活塞泵、隔膜泵、軟管泵等（2）回轉(zhuǎn)泵：齒輪泵、滑片泵、螺桿泵等3.其它類型的泵（1）噴射泵（2）真空泵三 泵的主要部件下面以最常見的離心泵為例介紹泵的主要部件。離心泵的主要部件有葉輪、吸入室、壓出室、導(dǎo)葉、密封裝置和泵軸等?？稍趫D三中找到相應(yīng)的主要部件。圖三：三級離心泵結(jié)構(gòu)圖（蒸發(fā)器排污泵）1錐管 2泵

4、殼 3鍵 4導(dǎo)流件 5葉輪 6葉輪貝帽 7泵蓋 8鎖緊墊片 9鍵 10密封墊12密封壓蓋 14軸套 15軸承室端蓋 16軸承 18軸 19卡圈 20定位環(huán) 25鎖緊墊片 26軸承室端蓋 27油封 28定位環(huán) 29鍵 30螺母31定位環(huán) 32軸承 33軸承殼 34支腿 35O形圈 36密封墊 46導(dǎo)流件 47鍵 48導(dǎo)流件 49圍筒 50壓蓋 51軸套1. 葉輪葉輪的功能是將泵從原動機（馬達、蒸汽輪機等）得到的動能傳給被輸送的流體。葉輪的布置和形狀決定了葉輪的流體通道。2. 吸入室吸入室廣泛指泵進口（吸入口）到葉輪進口前的一段流道（空間）。吸入室的功用是以較小的能量損失均勻地把液體從吸入管引入葉

5、輪。3. 壓出室壓出室是指葉輪出口處與出水管接法蘭之間的部分空間稱為壓出室或壓水室。4.導(dǎo)葉多級泵的液體是從前一級葉輪流入次級葉輪的，兩級之間必須裝導(dǎo)葉。導(dǎo)葉的作用是匯集前一級葉輪流出的液體，并在損失最小的條件下引入次級葉輪的進口或壓出室，同時在導(dǎo)葉內(nèi)把部分動能轉(zhuǎn)化為壓力能。5.軸端密封在泵軸伸出泵殼處裝有軸密封裝置，用來減少或限制帶壓液體流出泵外和防止空氣進入泵內(nèi)。離心泵常用的軸密封裝置有填料密封和機械密封。四 核電廠常用泵的介紹1.往復(fù)泵往復(fù)泵包括活塞泵和柱塞泵。它適于輸送流量較小、壓力較高的介質(zhì)。如低粘度、高粘度、腐蝕性、易燃、易爆、劇毒和放射性等各種液體。特別是當(dāng)流量小于100m3/h

6、、排出壓力大于10MPa時，更加顯示它有較高的效率和良好的運行性能。理論上，往復(fù)泵的流量和排出壓力無關(guān)，因此，使用往復(fù)式計量泵可以精確地、可調(diào)節(jié)地輸送各種介質(zhì)。田灣核電站中使用隔膜式往復(fù)泵和隔膜式計量泵作物料配送，實現(xiàn)連續(xù)、精確輸送操作、自動控制，對電站的可靠運行奠定了較好的基礎(chǔ)。小流量容積和硼酸控制泵由安裝在公共底座上的泵、電動機和減速裝置組成。泵的減速齒輪軸有帶有橡膠襯套螺栓的聯(lián)軸器相互連接。兩個聯(lián)軸器裝在一個封閉的殼體內(nèi)。泵為臥式三柱塞、曲柄連桿型泵。泵由電動機通過減速箱驅(qū)動，通過連桿機構(gòu)將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成活塞和導(dǎo)桿的往復(fù)運動，導(dǎo)桿的運動傳給柱塞（活塞）。正如圖四所示，當(dāng)反向運動時，活塞推動液

7、體使進流閥門開啟，液體從吸入管進入工作室。當(dāng)活塞向前運動時，活塞使進流閥關(guān)閉，液體通過排流閥重新進入壓力室。小流量容積和硼酸控制泵用來給主回路補水并將硼溶液或“純凈”的冷凝水輸送入主回路系統(tǒng)。電動機驅(qū)動的小流量容積和硼酸控制泵可以調(diào)節(jié)泵的速度，因此泵的流量可以在20%100%額定流量范圍內(nèi)變化。圖四 小流量容積和硼酸控制泵2.軸流泵軸流泵的特點是流量大，揚程低。按照軸的安裝位置可將軸流泵分為立式、臥式和斜式三種。立式軸流泵占地面積小，葉輪淹沒在水中，無須灌水，可省去真空引水設(shè)備，起動方便。按水位變化情況，可考慮在電動機和泵之間，通過適當(dāng)長度的軸連接，使電動機位于較高的位置，不致被水淹沒。大多數(shù)

8、軸流泵（或混流泵）都采用立式結(jié)構(gòu)，大型軸流泵更是如此。田灣核電海水循環(huán)泵如圖五所示，圖六為秦山核電一期凝結(jié)水泵泵體。一般情況，小型軸流泵（葉輪直徑250mm以下）的葉片和輪轂鑄成一體，葉片角度是不能改變的，這種軸流泵稱為固定葉片式軸流泵，如圖五所示。中型軸流泵（300mm以上）一般采用半調(diào)式葉輪結(jié)構(gòu),即葉片靠螺母和定位銷釘就可轉(zhuǎn)動葉片,改變?nèi)~片角度,再借助螺母和定位銷使之固定,這種調(diào)節(jié)葉片,可適應(yīng)更廣的性能范圍。 圖五 田灣核電海水循環(huán)泵 圖六 秦山一期凝結(jié)水泵泵軸3.軟管泵軟管泵的泵殼內(nèi)裝有一個增強復(fù)合材料制成的軟管，兩端各用法蘭聯(lián)結(jié)。法蘭接到工作系統(tǒng)的吸入管道和排出管道上在泵殼內(nèi)部轉(zhuǎn)子裝在

9、帶兩個軸承的軸上，并裝有兩個相對設(shè)置的軸線對稱的壓頭。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，軟管整體受壓頭擠壓，軟管中的物料即被推向前進。泵的前端面是一個可拆卸的蓋，蓋上有觀察窗口和液位指示器。泵的殼體內(nèi)充有專用合成潤滑液，灌注到約一半的高度。該潤滑液兼起冷卻劑作用。專利產(chǎn)品的軟管由內(nèi)部增強的層壓橡膠制成，這種結(jié)構(gòu)保證壓擠力均勻地分布在軟管寬度方向上。軟管通常使用的材料有用尼龍線增強的天然橡膠、丁腈橡膠和乙丙橡膠。圖七 田灣核電酸堿泵房的軟管泵 軟管泵特別適用于如下對象和環(huán)境：腐蝕性物品；磨蝕性物品；易碎性物品；高密度物質(zhì)；有爆炸危險環(huán)境；粘性物品；真空環(huán)境。 真空度達95%（5kPa）的條件下仍可吸入運行。 可以反

10、轉(zhuǎn)。 更換軟管時不需將泵拆卸。 易于清洗:液體通道光滑,不設(shè)閥門、腔體或壓蓋。五 泵常見故障及處理方法核電廠90%以上的泵為離心泵，這里就以離心泵為例將泵常見機械故障及處理方法列于下表一，以供學(xué)習(xí)時參考。對實際泵的運行故障分析及處理應(yīng)遵照核電廠運行和維修規(guī)程進行。 表一 泵常見故障及處理方法常見故障處理方法1. 開啟時發(fā)現(xiàn)楊程小2. 泵的轉(zhuǎn)向反向3. 泵的轉(zhuǎn)速太低4. 泵的流道堵塞5. 入口管線或密封泄漏6. 葉輪口環(huán)磨損太大7. 泵安裝太高，產(chǎn)生氣蝕8. 泵軸彎曲，軸承磨損嚴重9. 填料密封太緊，軸發(fā)熱10. 流量太大，大大超出工藝要求11. 泵入口真空度超出允許吸入真空度12. 吸水池內(nèi)有旋窩，空氣吸入泵內(nèi)1. 改變安裝高度，或降低裝置揚程或換泵2. 調(diào)整電機接線，改變轉(zhuǎn)向3. 檢查電壓是否符合要求，傳動部分是否正常4.