МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к области гидромашиностроения, а именно к многоступенчатым центробежным насосам, и может быть использована для перекачивания питательной воды на атомных электростанциях (АЭС).
Известен многоступенчатый центробежный насос для АЭС, содержащий наружный корпус и внутренний корпус с установленными в нем на валу рабочими колесами одностороннего входа, при этом перед рабочим колесом первой ступени насоса установлено предвключенное осевое колесо [Патент РФ №117531, 2012]. Данная конструкция насоса выбрана в качестве прототипа для заявляемого объекта.
Известная конструкция для обеспечения своей бескавитационной работы не требует использования дополнительного бустерного (повысительного) насоса. Вместе с тем, данная конструкция требует обеспечения значительного геометрического подпора на входе в насос путем организации перепада высотных отметок расположения деаэратора и насоса на стадии проектирования АЭС. В результате возрастают капитальные издержки на строительство и эксплуатацию станции.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является сокращение перепада высотных отметок расположения деаэратора и насоса за счет снижения величины подпора на входе в многоступенчатый центробежный насос и повышения всасывающей способности насоса.
Технический результат достигается тем, что в многоступенчатом центробежном насосе, содержащем наружный корпус и внутренний корпус с расположенными в нем на валу рабочими колесами, выполненными в промежуточных и концевой ступенях насоса в виде центробежных колес одностороннего входа, рабочее колесо в первой ступени насоса выполнено в виде центробежного колеса двустороннего входа с установленными перед входами предвключенными осевыми колесами.
1/2
В общем случае допускаемый кавитационный запас NPSHR (он же минимальный подпор), необходимый для бескавитационной работы основного питательного насоса АЭС, находится в прямой пропорциональной зависимости от Q, где Q - расход питательной воды через рабочее колесо первой ступени насоса.
Применение в многоступенчатом центробежном насосе в качестве рабочего колеса первой ступени центробежного рабочего колеса двустороннего входа позволяет в два раза, по сравнению с прототипом, уменьшить расход Q через первую ступень насоса, снизив величину требуемого подпора на входе в него, и, как следствие, сократить перепад высотных отметок расположения деаэратора и насоса, снизив тем самым капитальные и эксплуатационные затраты АЭС.
Установка на входе в рабочее колесо двустороннего входа предвключенных осевых колес, имеющих более высокую, по сравнению с центробежным рабочим колесом, всасывающую способность, позволяет максимально снизить подпор, требуемый для бескавитационной работы многоступенчатого насоса.
Полезная модель поясняется рисунком, на котором представлен продольный разрез многоступенчатого центробежного насоса.
Многоступенчатый центробежный насос содержит наружный корпус 1 и выемной внутренний корпус 2, в котором на валу 3 размещено центробежное рабочее колесо 4 двустороннего входа с установленными на входе в него с обеих сторон предвключенными осевыми колесами 5. Центробежное колесо 4 вместе с осевыми колесами 5 составляют первую ступень насоса. На валу 3 размещены рабочие колеса 6 промежуточной-(ых) и концевой ступеней насоса, выполненные в виде центробежных колес одностороннего входа. За рабочим колесом 6 одностороннего входа концевой ступени установлен направляющий аппарат 7, размещенный в отводе 8. Первая ступень насоса имеет подводы 9 и отводы 10 рабочей жидкости. Насос содержит также концевые уплотнения 11 торцового типа, опорные подшипники скольжения 12 и упорный подшипник скольжения 13.
Насос работает следующим образом.
При вращении вала 3 перекачиваемая жидкость через входной патрубок, в котором жидкость разделяется на два потока, и через подводы 9 проходит через предвключенные осевые колеса 5, имеющие более высокую по сравнению с центробежным рабочим колесом всасывающую способность. Далее жидкость направляется на вход в центробежное рабочее колесо 4 двустороннего входа первой ступени, использование которого позволяет за счет уменьшенного в два раза расхода снизить величину подпора на входе в насос. В результате взаимодействия лопастей рабочего колеса 4 с потоком жидкости происходит первая стадия преобразования механической энергии привода в энергию потока. Из рабочего колеса 4 через отвод 10 первой ступени насоса жидкость поступает в рабочее колесо 6 второй ступени. В результате взаимодействия лопастей рабочего колеса 6 с потоком жидкости происходит следующая стадия преобразования механической энергии привода в энергию потока. Из рабочего колеса 6 концевой ступени насоса перекачиваемая жидкость поступает в направляющий аппарат 7 концевой ступени, размещенный в отводе 8, без ухудшения характеристик насоса на выходе, и через напорный патрубок поступает в трубопровод.
Полезная модель позволяет сократить перепад высотных отметок расположения деаэратора и насоса за счет снижения величины подпора на входе в многоступенчатый центробежный насос и повышения всасывающей способности насоса, что позволяет снизить капитальные и эксплуатационные затраты АЭС.