專利名稱：一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核電裝備領(lǐng)域的一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封。
背景技術(shù)：
余熱排出泵是百萬千瓦級(jí)核電站反應(yīng)堆的核三級(jí)泵，其主要作用是在反應(yīng)堆停堆時(shí)排出反應(yīng)堆冷卻劑的余熱，即余熱排出泵輸送反應(yīng)堆冷卻劑的余熱給余熱交換器來滿足核電站的冷卻要求，進(jìn)而保障了核電站運(yùn)行的可靠性，安全性，其在核電站中占有不可替代的作用。余熱排出泵中泵腔的最高溫度為204.4°C，需要機(jī)械密封能夠承受高溫對(duì)機(jī)械密封的作用，余熱排出泵設(shè)計(jì)時(shí)，要求機(jī)械密封能夠承受的溫度是215.6°C，要求機(jī)械密封在泵腔溫度最高時(shí)候，機(jī)械密封不能夠失效，而目前的余熱排出泵，機(jī)械密封在反應(yīng)堆冷卻劑的溫度為170°C時(shí)就開始出現(xiàn)泄漏、失效等現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封，其能夠在余熱排出泵輸送反應(yīng)堆冷卻劑時(shí)始終保持有效，不發(fā)生泄漏。實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是:一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封，包括泵蓋和固定套接在泵軸上的軸封裝置；所述軸封裝置包括:機(jī)封軸套、動(dòng)環(huán)座、動(dòng)環(huán)、機(jī)封壓蓋、靜環(huán)座、靜環(huán)和節(jié)流環(huán)，所述機(jī)封軸套固定套接在所述泵軸上，所述動(dòng)環(huán)座固定套接在所述機(jī)封軸套的下部、所述動(dòng)環(huán)固定在所述動(dòng)環(huán)座上、所述機(jī)封壓蓋固定在所述泵蓋的頂面上，所述靜環(huán)座的頂面與所述機(jī)封壓蓋的底面彈性連接，所述靜環(huán)固定在所述靜環(huán)座上，使所述動(dòng)環(huán)的頂面與所述靜環(huán)的底面受力接觸；所述節(jié)流環(huán)位于所述機(jī)封軸套和所述機(jī)封壓蓋徑向之間；所述動(dòng)環(huán)、所述靜環(huán)、所述節(jié)流環(huán)、所述機(jī)封壓蓋和所述泵蓋之間形成機(jī)封冷卻腔；所述機(jī)封冷卻腔通過位于所述泵蓋圓周上機(jī)封冷卻水進(jìn)口和機(jī)封冷卻水出口與外接的熱交換器連通；所述動(dòng)環(huán)、所述靜環(huán)、所述機(jī)封壓蓋、所述節(jié)流環(huán)、所述機(jī)封壓蓋和所述機(jī)封軸套之間形成機(jī)封泄漏腔。進(jìn)一步的，所述泵蓋的圓周上還設(shè)有機(jī)封排氣接口，所述機(jī)封排氣接口包括:將所述機(jī)封冷卻腔與所述熱交換器連通的徑向通孔，以及將所述泵蓋的底面與所述徑向通孔連通的排氣管。進(jìn)一步的，所述泵蓋的圓周上還設(shè)有機(jī)封泄漏接口，所述機(jī)封泄漏接口為一連接所述熱交換器的徑向盲孔，所述機(jī)封壓蓋內(nèi)設(shè)有引流管，所述引流管將所述機(jī)封泄漏腔與所述機(jī)封泄漏接口連通。進(jìn)一步的，所述機(jī)封壓蓋的內(nèi)圓周上固定有密封環(huán)，所述密封環(huán)位于所述節(jié)流環(huán)的下方，所述密封環(huán)的底面與所述靜環(huán)的頂面固定，所述密封環(huán)的外圓周與所述靜環(huán)座的內(nèi)圓周固定。進(jìn)一步的，所述靜環(huán)座的頂面與所述機(jī)封壓蓋的底面通過若干個(gè)彈簧連接，該若干個(gè)彈簧均處于受力狀態(tài)，使所述靜環(huán)的頂面與所述靜環(huán)的底面受力接觸。進(jìn)一步的，所述動(dòng)環(huán)座內(nèi)圓周與所述機(jī)封軸套外圓周徑向之間留有徑向間隙，所述動(dòng)環(huán)位于該徑向間隙中，且所述動(dòng)環(huán)的外圓周與所述動(dòng)環(huán)座的內(nèi)圓周固定。進(jìn)一步的，所述機(jī)封壓蓋與所述節(jié)流環(huán)通過位于所述機(jī)封壓蓋和所述節(jié)流環(huán)頂面的擋板固定。采用了本發(fā)明的一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封的技術(shù)方案，即在現(xiàn)有的機(jī)械密封中，去除了泵效環(huán)，使泵蓋和軸封裝置的動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、機(jī)封壓蓋之間直接形成機(jī)封冷卻腔的技術(shù)方案。其技術(shù)效果是:機(jī)封冷卻腔內(nèi)反應(yīng)堆冷卻劑的流動(dòng)速度加快，反應(yīng)堆冷卻劑的溫度降低，減少了反應(yīng)堆冷卻劑對(duì)于軸封裝置的影響，保證了在余熱排出泵傳遞反應(yīng)堆冷卻劑時(shí)，機(jī)械密封的有效性。
圖1為本發(fā)明一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封連接熱交換器示意圖。圖2為本發(fā)明一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封中軸封裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封的仰視圖。圖5為本發(fā)明的一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封中機(jī)封排氣接口示意圖。圖6為本發(fā)明的一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封中機(jī)封泄漏接口示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1至圖6，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體地實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明:請(qǐng)參閱圖1至圖3，本發(fā)明的一種余熱排出泵的機(jī)械密封包括:軸封裝置100和泵蓋200。軸封裝置100套接在余熱排出泵的泵軸300上。軸封裝置100和泵蓋200徑向之間形成該機(jī)械密封的機(jī)封冷卻腔11。該機(jī)械密封的下方是余熱排出泵的泵腔400，泵腔400與機(jī)封冷卻腔11之間設(shè)有位于泵蓋200和泵軸300徑向之間的水導(dǎo)軸承401和葉輪密封環(huán)402，泵腔400內(nèi)的反應(yīng)堆冷卻劑通過水導(dǎo)軸承401和葉輪密封環(huán)402之間的間隙進(jìn)入機(jī)封冷卻腔11，再通過與該機(jī)封冷卻腔11連接的熱交換器500后，回流到該機(jī)封冷卻腔11，對(duì)軸封裝置100進(jìn)行沖洗和冷卻。請(qǐng)參閱圖3，軸封裝置100包括機(jī)封軸套1、動(dòng)環(huán)座2、動(dòng)環(huán)3、機(jī)封壓蓋4、靜環(huán)座5、靜環(huán)6、密封環(huán)7、節(jié)流環(huán)8和擋板9。機(jī)封軸套I固定套接在泵軸300的外圓周上，并與水導(dǎo)軸承401的外圓周軸肩定位。機(jī)封軸套I的外圓周的下部設(shè)有下大上小的三階臺(tái)階面。動(dòng)環(huán)座2安裝在機(jī)封軸套I下部的第一階臺(tái)階面與第二階臺(tái)階面之間，并與機(jī)封軸套I的外圓周徑向固定。動(dòng)環(huán)座2的底面固定在機(jī)封軸套I下部的第一階臺(tái)階面上,使動(dòng)環(huán)座2與機(jī)封軸套I軸向固定。在機(jī)封軸套I下部的第二階臺(tái)階面與第三階臺(tái)階面之間，動(dòng)環(huán)座2的內(nèi)圓周與機(jī)封軸套I的外圓周之間形成了環(huán)形的徑向間隙，動(dòng)環(huán)3位于該環(huán)形的徑向間隙中，并且動(dòng)環(huán)3的外圓周與動(dòng)環(huán)座2的內(nèi)圓周固定。余熱排出泵運(yùn)行過程中，動(dòng)環(huán)3跟隨泵軸300旋轉(zhuǎn)。機(jī)封壓蓋4與機(jī)封軸套I的外圓周套接，機(jī)封壓蓋4的底面與泵蓋200的頂面之間的定位為軸肩定位，機(jī)封壓蓋4的底面與泵蓋200的頂面通過螺栓或螺柱的進(jìn)行固定。密封環(huán)7和節(jié)流環(huán)8均位于機(jī)封壓蓋4與機(jī)封軸套I的徑向之間。其中節(jié)流環(huán)8位于密封環(huán)7的上方。節(jié)流環(huán)8與機(jī)封軸套I之間處于受力接觸狀態(tài)。密封環(huán)7的外圓周固定在機(jī)封壓蓋4的內(nèi)圓周上，密封環(huán)7的內(nèi)圓周與機(jī)封軸套I之間留有徑向間隙。靜環(huán)座5的內(nèi)圓周與密封環(huán)7的外圓周固定。同時(shí)，靜環(huán)座5的頂面與機(jī)封壓蓋4的底面通過若干彈簧10連接。該若干個(gè)彈簧10均處于壓縮狀態(tài)，該若干個(gè)彈簧10均位于機(jī)封壓蓋4底部的盲孔中，且外設(shè)保護(hù)套。靜環(huán)6的外圓周與靜環(huán)座5的內(nèi)圓周固定，靜環(huán)6的頂面與密封環(huán)7的底面固定。由于該若干個(gè)彈簧10均處于壓縮狀態(tài)，因此給予了靜環(huán)座5 —個(gè)向下的壓力，然后靜環(huán)座5將該向下的壓力傳遞給靜環(huán)6，這樣，動(dòng)環(huán)3的頂面與靜環(huán)6的底面之間處于受力接觸狀態(tài)，動(dòng)環(huán)3的頂面與靜環(huán)6的底面之間形成軸封裝置100的軸封端面。設(shè)置密封環(huán)7的目的在于:有利于增大靜環(huán)6的尺寸和底面面積，提高軸封裝置100的有效性，從而保證機(jī)械密封的有效性。這樣，泵蓋200、動(dòng)環(huán)3、靜環(huán)6和機(jī)封壓蓋4之間形成的腔室即為機(jī)封冷卻腔11。密封環(huán)7、節(jié)流環(huán)8、機(jī)封軸套1、動(dòng)環(huán)3、靜環(huán)6和機(jī)封壓蓋4之間的形成的腔室為機(jī)封泄漏腔12。節(jié)流環(huán)8與機(jī)封軸套I之間處于受力接觸狀態(tài)是為了在軸封裝置100發(fā)生泄漏時(shí)，防止機(jī)封泄漏腔12內(nèi)的反應(yīng)堆冷卻劑從該機(jī)封軸套I和節(jié)流環(huán)8之間的間隙泄漏。擋板9位于節(jié)流環(huán)8和機(jī)封壓蓋4的頂面上，擋板9將節(jié)流環(huán)8和機(jī)封壓蓋4固定，防止節(jié)流環(huán)8在軸封裝置100泄漏時(shí)發(fā)生松動(dòng)。擋板9與機(jī)封壓蓋4的頂面之間還通過定位塊91固定。由于軸封裝置100中撤除了原來的泵效環(huán)，動(dòng)環(huán)3、靜環(huán)6、機(jī)封壓蓋4和泵蓋200的之間直接形成了機(jī)封冷卻腔11，機(jī)封冷卻腔11內(nèi)反應(yīng)堆冷卻劑的流動(dòng)速度加快，反應(yīng)堆冷卻劑的溫度降低，減少了反應(yīng)堆冷卻劑對(duì)軸封裝置100的影響，保證了在余熱排出泵傳遞反應(yīng)堆冷卻劑時(shí)，機(jī)械密封的有效性。請(qǐng)參閱圖4，泵蓋200的圓周上還設(shè)有機(jī)封冷卻水進(jìn)口 210和機(jī)封冷卻水出口220，將機(jī)封冷卻腔11與外接的熱交換器500連通，其中機(jī)封冷卻水進(jìn)口 210接熱交換器500的出口，機(jī)封冷卻水出口 220接熱交換器500的進(jìn)口，這樣機(jī)封冷卻腔11就和熱交換器500形成了一個(gè)熱循環(huán)系統(tǒng)。泵腔400中的反應(yīng)堆冷卻劑在通過水導(dǎo)軸承401和葉輪密封環(huán)402之間的間隙后，進(jìn)入機(jī)封冷卻腔11。機(jī)封軸套I和水導(dǎo)軸401承之間采用軸肩定位的目的在于:在反應(yīng)堆冷卻劑對(duì)機(jī)封端面進(jìn)行沖洗冷卻前，使反應(yīng)堆冷卻劑有足夠多的時(shí)間進(jìn)行冷卻。從泵腔400進(jìn)入機(jī)封冷卻腔11內(nèi)的反應(yīng)堆冷卻劑先從機(jī)封冷卻水出口 220排出機(jī)封冷卻腔11，進(jìn)入熱交換器500進(jìn)行冷卻后，再經(jīng)過機(jī)封冷卻水進(jìn)口 210，回流進(jìn)入機(jī)封冷卻腔11，對(duì)軸封裝置100的軸封端面進(jìn)行沖洗冷卻。反應(yīng)堆冷卻劑在軸封端面上形成液體保護(hù)膜，減少軸封裝置100的軸封端面的摩擦系數(shù)，減少軸封端面的摩擦生熱，保證機(jī)械密封的有效性。請(qǐng)參閱圖5和圖6，此外泵蓋200的圓周上還設(shè)有機(jī)封排氣接口 230和機(jī)封泄漏接Π 240。
請(qǐng)參閱圖5，機(jī)封排氣接口 230連接熱交換器500的進(jìn)口。機(jī)封排氣接口 230分為連接機(jī)封冷卻腔11和熱交換器500的進(jìn)口的徑向通孔231，以及將泵蓋200底面，即余熱排出泵的泵腔400與徑向通孔231連通的排氣管232，通過排氣管232和徑向通孔231，一方面可將余熱排出泵的泵腔400中的反應(yīng)堆冷卻劑直接輸送進(jìn)入熱交換器500的進(jìn)口，在經(jīng)過熱交換器500的冷卻后，經(jīng)過機(jī)封冷卻水進(jìn)口 210，回流到機(jī)封冷卻腔11，減少高溫的反應(yīng)堆冷卻劑直接對(duì)所述軸封端面進(jìn)行沖洗的可能，避免軸封裝置100因?yàn)榉磻?yīng)堆冷卻劑的影響而失效，保證了機(jī)械密封的有效性。另外一方面，機(jī)封冷卻腔11內(nèi)的空氣通過排氣管232排入泵腔400然后排出余熱排出泵。請(qǐng)參閱圖6，機(jī)封泄漏接口 240是位于泵蓋200外圓周上的一個(gè)徑向盲孔，機(jī)封泄漏接口 240連接熱交換器500的進(jìn)口。相應(yīng)地，機(jī)封壓蓋4內(nèi)還設(shè)有一個(gè)引流管41，引流管41將機(jī)封泄漏腔12與機(jī)封泄漏接口 240連通，當(dāng)軸封裝置100發(fā)生泄漏時(shí)，機(jī)封泄漏腔12內(nèi)的反應(yīng)堆冷卻劑可以通過引流管41和機(jī)封泄漏接口 240進(jìn)入熱交換器500，從而防止反應(yīng)堆冷卻劑沿著泵軸300的軸向發(fā)生進(jìn)一步的泄漏，并將機(jī)封泄漏腔12內(nèi)的反應(yīng)堆冷卻劑回收，同時(shí)降低對(duì)軸封裝置100進(jìn)行沖洗冷卻的反應(yīng)堆冷卻劑的溫度，使機(jī)械密封恢復(fù)有效。本實(shí)施例中，軸封裝置100的靜環(huán)6和動(dòng)環(huán)3都是由碳化硅制成的。保證軸封裝置100夠承受足夠高的溫度而不發(fā)生失效，同時(shí)碳化硅耐磨且摩擦系數(shù)底，保證了余熱排出泵的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，防止軸封裝置100運(yùn)行過程中的碎屑進(jìn)入反應(yīng)堆冷卻劑。為了保證機(jī)械密封的有效性，機(jī)封軸套I和泵軸300之間，機(jī)封軸套I和動(dòng)環(huán)座2之間，動(dòng)環(huán)座2與動(dòng)環(huán)3之間、泵蓋200與機(jī)封壓蓋4之間、密封環(huán)7與機(jī)封壓蓋4之間、靜環(huán)座5與密封環(huán)7之間、靜環(huán)6與密封環(huán)7之間，以及靜環(huán)6與靜環(huán)座5之間均設(shè)有O形密封圈。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封，包括泵蓋(200)和固定套接在泵軸(300)上的軸封裝置(100);其特征在于: 所述軸封裝置(100)包括:機(jī)封軸套(I)、動(dòng)環(huán)座(2)、動(dòng)環(huán)(3)、機(jī)封壓蓋(4)、靜環(huán)座(5 )、靜環(huán)(6 )和節(jié)流環(huán)(8 )，所述機(jī)封軸套(I)固定套接在所述泵軸(300 )上，所述動(dòng)環(huán)座(2 )固定套接在所述機(jī)封軸套(I)的下部、所述動(dòng)環(huán)(3 )固定在所述動(dòng)環(huán)座(2 )上、所述機(jī)封壓蓋(4)固定在所述泵蓋(200)的頂面上，所述靜環(huán)座(5)的頂面與所述機(jī)封壓蓋(4)的底面彈性連接，所述靜環(huán)(6 )固定在所述靜環(huán)座(5 )上，使所述動(dòng)環(huán)(3 )的頂面與所述靜環(huán)(6 )的底面受力接觸；所述節(jié)流環(huán)(8)位于所述機(jī)封軸套(I)和所述機(jī)封壓蓋(4)徑向之間； 所述動(dòng)環(huán)(3)、所述靜環(huán)(6)、所述機(jī)封壓蓋(4)和所述泵蓋(200)之間形成機(jī)封冷卻腔(11);所述機(jī)封冷卻腔(11)通過位于所述泵蓋(200)圓周上機(jī)封冷卻水進(jìn)口(210)和機(jī)封冷卻水出口(220)與外接的熱交換器(500)連通； 所述動(dòng)環(huán)(3)、所述靜環(huán)(6)、所述節(jié)流環(huán)(8)、所述機(jī)封壓蓋(4)和所述機(jī)封軸套(I)之間形成機(jī)封泄漏腔(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封，其特征在于:所述泵蓋(200)的圓周上還設(shè)有機(jī)封排氣接口(230)，所述機(jī)封排氣接口(230)包括:將所述機(jī)封冷卻腔(11)與所述熱交換器(500)連通的徑向通孔(231)，以及將所述泵蓋(200)的底面與所述徑向通孔(231)連通的排氣管(232)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封，其特征在于:所述泵蓋(200)的圓周上還設(shè)有機(jī)封泄漏接口(240)，所述機(jī)封泄漏接口(240)為一連接所述熱交換器(500)的徑向盲孔，所述機(jī)封壓蓋(4)內(nèi)設(shè)有引流管(41)，所述引流管(41)將所述機(jī)封泄漏腔(12)與所述機(jī)封泄漏接口(240)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封，其特征在于:所述機(jī)封壓蓋(4 )的內(nèi)圓周上固定有密封環(huán)(7 )，所述密封環(huán)(7 )位于所述節(jié)流環(huán)(8 )的下方，所述密封環(huán)(7)的底面與所述靜環(huán)(6)的頂面固定，所述密封環(huán)(7)的外圓周與所述靜環(huán)座(5)的內(nèi)圓周固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封，其特征在于:所述靜環(huán)座(5)的頂面與所述機(jī)封壓蓋(4)的底面通過若干個(gè)彈簧(10)連接，該若干個(gè)彈簧(10)均處于壓縮狀態(tài)，使所述動(dòng)環(huán)(3)的頂面與所述靜環(huán)(6)的底面受力接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封，其特征在于:所述動(dòng)環(huán)座(2)內(nèi)圓周與所述機(jī)封軸套(I)外圓周徑向之間留有徑向間隙，所述動(dòng)環(huán)(2)位于該徑向間隙中，且所述動(dòng)環(huán)(3)的外圓周與所述動(dòng)環(huán)座(2)的內(nèi)圓周固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封，其特征在于:所述機(jī)封壓蓋(4)與所述節(jié)流環(huán)(8)通過位于所述機(jī)封壓蓋(4)和所述節(jié)流環(huán)(8)頂面的擋板(9 )固定。
全文摘要
本發(fā)明公開了核電裝備領(lǐng)域的一種用于余熱排出泵的機(jī)械密封，包括泵蓋和固定套接在泵軸上的軸封裝置；所述軸封裝置包括機(jī)封軸套、動(dòng)環(huán)座、動(dòng)環(huán)、機(jī)封壓蓋、靜環(huán)座、靜環(huán)和節(jié)流環(huán)，所述動(dòng)環(huán)、所述靜環(huán)、所述機(jī)封壓蓋和所述泵蓋之間形成機(jī)封冷卻腔；所述機(jī)封冷卻腔通過位于所述泵蓋圓周上機(jī)封冷卻水進(jìn)口和機(jī)封冷卻水出口與外接的熱交換器連通；所述動(dòng)環(huán)、所述靜環(huán)、所述節(jié)流環(huán)、所述機(jī)封壓蓋和所述機(jī)封軸套之間形成機(jī)封泄漏腔。其技術(shù)效果是機(jī)封冷卻腔內(nèi)反應(yīng)堆冷卻劑的流動(dòng)速度加快，反應(yīng)堆冷卻劑的溫度降低，減少了反應(yīng)堆冷卻劑對(duì)于軸封裝置的影響，保證了在余熱排出泵傳遞反應(yīng)堆冷卻劑時(shí)，機(jī)械密封的有效性。
文檔編號(hào)F04D29/12GK103195742SQ201310125969
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月12日
發(fā)明者陸金琪 申請(qǐng)人:上海阿波羅機(jī)械股份有限公司