一种池式反应堆用立式泵制造技术

本发明专利技术公开了一种池式反应堆用立式泵，包括泵轴、立式泵壳、水力部件、动力输入部件以及循环部件；所述泵轴设置在所述立式泵壳内，所述泵轴的上端伸出所述立式泵壳与所述动力输入部件连接，所述泵轴的下端伸出所述立式泵壳与所述水力部件连接；所述循环部件设置在所述泵轴的液下部分，用于在泵轴转动时产生向上或向下的流动力，所述立式泵壳上相应所述循环部件的位置处开有两个以上的连通孔，所述两个以上的连通孔中的至少两个连通孔位于不同高度。本发明专利技术池式反应堆用立式泵主要应用于池式反应堆，作为冷却剂驱动的主循环泵，能够提供足够的压头，而且通过在泵轴上安装循环部件，可使泵壳内的冷却剂与反应堆池内的冷却剂连通，避免泵壳内的冷却剂出现流动死区。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种池式反应堆用立式泵，该循环主泵可应用与池式钠冷堆、池式铅基堆以及其它池式反应堆，作为主回路冷却剂循环的驱动设备。
技术介绍
第四代先进反应堆中，钠冷堆和铅基堆均为池式反应堆。池式反应堆内的冷却剂循环需要泵提供驱动力。池式反应堆主泵输送的介质是液态钠、铅及铅合金等液态金属。机械泵由于其结构和工艺比较成熟、可靠性高，具有非常广泛的应用，也可以应用与池式反应堆中。在液态金属冷却池式反应堆中，一回路为池式循环，核燃料和主泵、主换热器等关键设备均安放在主容器内，一回路冷却剂的循环过程发生在主容器内。在反应堆运行的不同工况和不同阶段，冷却剂的温度是不同的。即主循环泵所处的外部环境温度不同，因此要求主循环泵的设计能够尽量减小热膨胀产生的热应力。对于一些液态重金属池式反应堆，需要对主容器内所有的冷却剂进行化学成分控制，因此主容器内不得存在流动死区。对于普通的立式液下水泵，并未考虑温度变化和泵内、尤其是浸泡在液下非水力部件处的壳体部分所包含的输送介质的流动性问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够避免输送的冷却剂出现流动死区的池式反应堆用立式泵。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种池式反应堆用立式泵，包括泵轴、立式泵壳、水力部件、动力输入部件以及循环部件；所述泵轴设置在所述立式泵壳内，所述泵轴的上端伸出所述立式泵壳与所述动力输入部件连接，所述泵轴的下端伸出所述立式泵壳与所述水力部件连接；所述循环部件设置在所述泵轴上的液下部分，用于在泵轴转动时产生向上或向下的流动力，所述立式泵壳上相应所述循环部件的位置处开有两个以上的连通孔，所述两个以上的连通孔中的至少两个连通孔位于不同高度。进一步地，所述循环部件为安装在所述泵轴上的轴套，轴套上设有螺旋结构或螺纹叶片。进一步地，所述循环部件为设置在所述泵轴上的微型叶片。进一步地，所述立式泵壳的顶部设置有支撑部件，所述泵轴穿过所述支撑部件。进一步地，所述立式泵壳的上端外壁设置有固定部件，所述池式反应堆用立式泵通过固定部件安放在池式反应堆的主容器上。进一步地，所述立式泵壳的上端内壁与所述泵轴之间通过轴封部件实现密封。进一步地，所述循环部件及其配套的两个以上的连通孔可以是一组或多组。进一步地，所述水力部件上连接有轴向方向的出口管路和径向方向的进口管路。进一步地，所述出口管路的自由端端面上开有至少一个凹槽，在与所述出口管路相配合的堆内构件管路上开有至少一个凸台。进一步地，所述出口管路是轴向出口，并和堆内构件管路以具有迷宫结构的平面或锥面形成弹性密封。本专利技术的有益效果体现在：本专利技术池式反应堆用立式泵通过在泵轴上安装循环部件，可使泵壳内的冷却剂与外部流动连通，避免泵壳内的冷却剂出现流动死区。本专利技术池式反应堆用立式泵主要应用于钠冷堆、铅基堆等池式反应堆，作为冷却剂驱动的主循环泵，能够提供足够的压头，而且结构紧凑，运行稳定、可靠性高。本专利技术池式反应堆用立式泵为立式液下式，整体通过固定部件安放在池式反应堆的主容器上，维修、拆装方便。本专利技术池式反应堆用立式泵与堆内构件管路的配合结构设计考虑不同运行温度下的热变形量，能够使泵壳等在轴向一定范围内自由移动，减缓热胀冷缩带来的热应力。本专利技术池式反应堆用立式泵与反应堆其他结构部件的连接方式简单，可在不拆除泵内零件的条件下将泵整体移除。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是本专利技术在池式反应堆一主容器内的安装位置示意图。图3是本专利技术中的出口管路在池内温度较低时和堆内构件的相对位置示意图。图4是本专利技术中的出口管路在池内温度较高时和堆内构件的相对位置示意图。图5是本专利技术中的出口管路和堆内构件上具有多组凸台与凹槽配合结构的示意图。图6是本专利技术中的循环部件的一种结构形式以及冷却剂的流动方向示意图。图7是本专利技术中的循环部件的一种结构形式示意图。图8是本专利技术中的循环部件的第三种结构形式示意图。图9是本专利技术另一实施例的结构示意图。附图中各部件的标记为：1出口管路、2进口管路、3水力部件、4泵轴、5立式泵壳、6循环部件、7连通孔、8固定部件、9轴封部件、10支撑部件、11动力输入部件、12堆内构件管路、13冷却剂、14主容器、15.覆盖气体、16法兰、螺纹结构6-1、螺纹叶片结构6-2、微型叶片结构6-3、1-1凹槽、12-1凸台。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述：参见图1，本专利技术池式反应堆用立式泵，包括泵轴4、立式泵壳5、水力部件3、动力输入部件11以及循环部件6；所述泵轴4设置在所述立式泵壳5内，所述泵轴4的上端伸出所述立式泵壳5与所述动力输入部件11连接，所述泵轴4的下端伸出所述立式泵壳5与所述水力部件3连接，所述水力部件3上连接有出口管路1和进口管路2，所述立式泵壳5的上端内壁与所述泵轴4之间通过轴封部件9实现密封；所述循环部件6设置在所述泵轴4的液下部分，用于在泵轴4转动时产生向上或向下的流动力，所述立式泵壳5上相应所述循环部件6的位置处开有两个以上的连通孔7，所述两个以上的连通孔7中的至少两个连通孔7位于不同高度。如图2所示，本专利技术泵安放在一个池式反应堆内，池式反应堆的主容器14内装有液态金属冷却剂13，在主容器14内部上部空间填充有一部分覆盖气体15。在主容器14的顶盖上加工有用于与本专利技术泵连接的法兰16，本专利技术泵的立式泵壳5的上端外壁设置有固定部件8，可以是径向伸出的凸缘，本专利技术泵通过固定部件8与连接法兰16的连接安装在主容器14上，在安装、维护和更换泵内部件时，无需拆卸泵内部件，只需将泵的固定部件8与主容器14顶盖的连接拆除，可以直接将泵体从顶盖上整体抽出。本专利技术泵的部分结构处于主容器14内，部分结构位于主容器14外部。其中，出口管路1、进口管路2、水力部件3、循环部件6、以及部分泵轴4与立式泵壳5处于液态金属冷却剂13液位下，轴封部件9处于覆盖气体15中，动力输入部件11处于主容器14外，动力输入部件11可以是电机。主容器14内的冷却剂13通过进口管路2进入水力部件3，从而实现冷却剂13的增压，高压的冷却剂13从出口管路1流出，其中，进口管路2不与其它部件连接，为径向开放式入口，直接开放在冷却剂13中，与池内冷却剂连通，出口管路1与堆内构件管路12通过具有迷宫结构的锥面或平面接触密封。在一实施例中，为了增加泵轴4的稳定性，所述立式泵壳5的顶部设置有支撑部件10，所述泵轴4穿过所述支撑部件10，这个位置的支撑部件10采用一对角接触球轴承，并用油进行润滑和冷却；立式泵壳5的下端内壁与所述泵轴4之间也可通过轴封部件实现密封。图6展示了本专利技术泵中循环部件6的一种结构形式，浸泡在冷却剂内的泵轴4段外侧安装循环部件6，循环部件6为轴套，循环部件6上加工有一段螺旋结构6-1(即外螺纹)，循环部件6上的螺旋结构6-1与连通孔7的相对位置根据冷却剂的流动方向进行优化设计，连通孔7的作用是提供冷却剂在立式泵壳5内和主容器14之间流动的通道。当泵运行时，螺旋结构6-1随着泵轴4进行旋转，从而产生垂直轴向向上的流动力，冷却剂通过相对位置向下的连通孔7从主容器14进入立式泵壳5内，在螺旋结构6-1的驱动作用下，向上流动，通过相对位置向上的连通孔7从立式泵壳5流出到主容器14内，形成循环流动。图7展示了本专利技术中循环部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种池式反应堆用立式泵，其特征在于：包括泵轴(4)、立式泵壳(5)、水力部件(3)、动力输入部件(11)以及循环部件(6)；所述泵轴(4)设置在所述立式泵壳(5)内，所述泵轴(4)的上端伸出所述立式泵壳(5)与所述动力输入部件(11)连接，所述泵轴(4)的下端伸出所述立式泵壳(5)与所述水力部件(3)连接；所述循环部件(6)设置在所述泵轴(4)的液下部分，用于在泵轴(4)转动时产生向上或向下的流动力，所述立式泵壳(5)上相应所述循环部件(6)的位置处开有两个以上的连通孔(7)，所述两个以上的连通孔(7)中的至少两个连通孔(7)位于不同高度。

【技术特征摘要】
1.一种池式反应堆用立式泵，其特征在于：包括泵轴(4)、立式泵壳(5)、水力部件(3)、动力输入部件(11)以及循环部件(6)；所述泵轴(4)设置在所述立式泵壳(5)内，所述泵轴(4)的上端伸出所述立式泵壳(5)与所述动力输入部件(11)连接，所述泵轴(4)的下端伸出所述立式泵壳(5)与所述水力部件(3)连接；所述循环部件(6)设置在所述泵轴(4)的液下部分，用于在泵轴(4)转动时产生向上或向下的流动力，所述立式泵壳(5)上相应所述循环部件(6)的位置处开有两个以上的连通孔(7)，所述两个以上的连通孔(7)中的至少两个连通孔(7)位于不同高度。2.如权利要求1所述的池式反应堆用立式泵，其特征在于：所述循环部件(6)为安装在所述泵轴(4)上的轴套，轴套上设有螺旋结构(6-1)或螺纹叶片(6-2)。3.如权利要求1所述的池式反应堆用立式泵，其特征在于：所述循环部件(6)为设置在所述泵轴(4)上的微型叶片(6-3)。4.如权利要求1或2或3所述的池式反应堆用立式泵，其特征在于：所述立式泵壳(5)的顶部设置有支撑部件(10)，所述泵轴(4)穿过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宜灿，马旭丹，高胜，周涛，黄群英，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34