ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к отрасли гидромашиностроения, а именно к многоступенчатым центробежным насосам с приводом от турбины и может быть использована для подачи питательной воды в парогенераторы энергоблоков АЭС с реакторами ВВЭР - 1000 в составе турбонасосного агрегата.
Известен насос центробежный, горизонтальный, многоступенчатый с приводом от турбины. Наружный корпус с входным и напорным патрубками закреплен шпильками с напорной крышкой в плоскости главного разъема, уплотненной металлической прокладкой. Внутренний корпус содержит секции с направляющими аппаратами и рабочими колесами, установленными на валу, опирающемся на подшипники скольжения с принудительной смазкой. Концевые уплотнения щелевого типа с подводом запирающего конденсата. Разгрузка ротора от осевых сил осуществляется разгрузочным поршнем и упорным подшипником. [Насосное оборудование атомных станций/ Под общей редакцией П.Н.Пака. М.: Энергоатомиздат, 2003 - с.104]. Данная конструкция насоса выбрана в качестве прототипа для заявляемого объекта.
Опыт эксплуатации этих насосов показывает их несоответствие необходимым показателям экономичности и надежности по следующим причинам:
- уплотнение плоскости главного разъема насоса, образованного наружным корпусом и напорной крышкой, не обладает достаточной надежностью при наличии металлической прокладки, кроме того, большая площадь поверхности главного разъема насоса требует значительных усилий затягивания;
- использование щелевого уплотнения не позволяет снизить утечки перекачиваемой среды и требует подвода конденсата в качестве вспомогательной среды;
- материал наружного корпуса не обладает достаточно высокими антикоррозионными свойствами.
В основу полезной модели поставлена задача создания центробежного насоса, в котором, путем введения новых конструктивных элементов, нового исполнения существующих конструктивных элементов, наличия нового материала обеспечиваются надежность уплотнения плоскости главного разъема насоса, снижение трудоемкости и повышение качества ремонтных работ при сборочно-наладочных работах, снижение утечек перекачиваемой среды и конденсата, как вспомогательной среды, уменьшение массы насоса, что способствует повышению экономичности и надежности насоса.
Поставленная задача достигается тем, что в центробежном насосе с приводом от турбины, содержащем наружный корпус с входным и напорным патрубками, закрепленный шпильками и уплотненный прокладкой с напорной крышкой в плоскости образованного ими главного разъема, внутренний корпус секционного типа с направляющими аппаратами и рабочими колесами, установленными на валу, опирающемся на подшипники скольжения с принудительной смазкой, концевые уплотнения вала, устройство уравновешивания осевого усилия, согласно полезной модели вводятся:
- прокладка из терморасширенного графита в качестве уплотнения плоскости главного разъема насоса, образованного наружным корпусом с входным и напорным патрубками и напорной крышкой;
- шпильки, крепящие наружный корпус и напорную крышку в плоскости главного разъема, с удлиненной концевой частью, необходимой для захвата гидроключом;
- концевые уплотнения вала - механические торцового типа, с применением внешних теплообменников;
- высокохромистая сталь в качестве материала наружного корпуса.
Применение прокладки из терморасширенного графита в качестве уплотнения плоскости главного разъема насоса обеспечивает повышение надежности уплотнения за счет высоких упругих свойств материала, способности выдерживать высокие температуры и давления, снижение напряжения на контактных поверхностях крышка напорная - корпус наружный.
Исполнение шпилек, крепящих наружный корпус и напорную крышку в плоскости главного разъема, с наличием удлиненной концевой части, дает возможность использования технологии, заключающейся в затяжке шпилек путем их вытяжки с помощью гидроключа, специально разрабатываемого и входящего в комплект поставки насоса. Это благоприятно сказывается на работе каждой шпильки и стыка в целом, исключается перекос при обтяжке. Еще одним преимуществом является высокая точность замеров удлинения шпилек до и после вытяжки. Таким образом, обеспечивается качественное и надежное уплотнение стыка за счет равномерного и контролируемого усилия по всем шпилькам при выполнении ремонтных и профилактических работ насосов, что снижает трудоемкость, повышает качество ремонтных работ и способствует повышению надежности.
Использование в качестве концевых уплотнений вала механических уплотнений торцового типа, встроенных во входную крышку и корпус уплотнения, прикрепленный к напорной крышке, позволяет снизить утечки перекачиваемой среды до минимума, сэкономить конденсат, подводимый в качестве вспомогательной среды, в результате чего повышается экономичность системы, в которой работает насос. Кроме того, торцовые уплотнения повышают надежность работы насоса. Эффективность охлаждения механических уплотнений торцового типа обеспечивают внешние теплообменники, расположенные на стойках плиты насоса и соединенные с трубопроводами, которые, в свою очередь, соединены посредством отверстий в крышке входной и корпусе уплотнения с уплотнениями торцового типа.
Применение в качестве материала наружного корпуса высокохромистой стали, обладающей более высокими антикоррозионными свойствами по сравнению с углеродистой сталью, повышает надежность насоса и уменьшает его массу.
Таким образом, использование совокупности всех существенных признаков обеспечивает технический результат, заключающийся в повышении экономичности и надежности насоса.
Заявляемая полезная модель поясняется рисунками, на которых представлены:
фиг.1 - центробежный насос, продольный разрез;
фиг.2 - центробежный насос, вид спереди.
Центробежный насос с приводом от турбины содержит наружный корпус 1 (фиг.1) из высокохромистой стали с входным и напорным патрубками, закрепленный шпильками 2 и уплотненный прокладкой 3 из терморасширенного графита с напорной крышкой 4 в плоскости главного разъема. Шпильки 2 имеют удлиненную концевую часть, необходимую для затягивания гидроключом. Внутренний корпус включает секции 5 с направляющими аппаратами 6, рабочими колесами 7, установленными на валу 8, опирающемся на подшипники скольжения 9 с принудительной смазкой. Для разгрузки осевого усилия служит разгрузочный поршень 10, для восприятия остаточного осевого усилия - упорный подшипник 11. В качестве концевого уплотнения вала 8 применено механическое уплотнение торцового типа 12. Механические уплотнения торцового типа 12 и предусмотренные для их охлаждения теплообменники 13 (термобарьеры) расположены во входной крышке 14 и корпусе уплотнения 15, крепящемуся шпильками к напорной крышке 4. Для дополнительного эффективного охлаждения уплотнения торцового типа 12 соединены посредством отверстий в крышке входной 14 и корпусе уплотнения 15 и трубопроводов с внешними теплообменниками 16 (фиг.2), расположенными на стойках плиты 17 насоса.
Насос работает следующим образом. При вращении вала 8 от приводной турбины перекачиваемая среда поступает во входной патрубок корпуса наружного 1, дальше на лопатки колеса рабочего 7 первой ступени, проходит по всем ступеням насоса и выходит в напорный патрубок корпуса наружного 1 под давлением, создаваемым рабочими колесами.
Благодаря заявляемому конструктивному исполнению центробежного насоса осуществляется возможность получения технического результата, заключающегося в повышении экономичности и надежности насоса.