一種cpr1000mw離心式上充泵的葉輪結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種CPR1000MW離心式上充泵的葉輪結(jié)構(gòu)，為解決一般多級離心泵不能滿足CPR1000MW上充泵五個工況點的特殊要求的問題，采用十二級葉輪的前六級葉輪與七至十二級葉輪背對背對稱布置的結(jié)構(gòu)，前六級葉輪的進水口指向上充泵的電機驅(qū)動端，十二級葉輪采用三種葉輪水力模型組合而成，分別為首級葉輪、二至六級葉輪及七至十二級葉輪；首級葉輪按兩個工況點設(shè)計，并考慮汽蝕性能，葉輪吸入口最大；二至六級葉輪按3個工況點設(shè)計，兼顧效率，葉輪吸入口適中；七至十二級葉輪按5個工況點設(shè)計，調(diào)節(jié)揚程，葉輪吸入口最小。通過三種方案優(yōu)化組合，最終達到要求的5個工況點性能要求。
【專利說明】 —種CPR1OOOMW離心式上充泵的葉輪結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多級離心泵葉輪結(jié)構(gòu)，特別涉及一種CPR1000MW離心式上充泵的葉輪結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]CPR1000MW離心式上充泵是一種臥式、雙殼體、筒狀多級離心泵，是一回路的化學和容積控制系統(tǒng)(RCV)的重要組成部分。上充泵具有流量小、揚程高、轉(zhuǎn)速高等特點，對其性能要求很高，技術(shù)難度大。上充泵的主要功能:(1)在核電站正常運行、啟動和停堆工況下，向反應堆冷卻劑系統(tǒng)提供帶有硼酸溶液的上充水，穩(wěn)定回路系統(tǒng)壓力并控制穩(wěn)壓器水位的波動；(2)向3臺主泵提供一定流量的機械密封冷卻水，保證主泵機械密封正常工作，阻止主泵內(nèi)有輻射的一回路水外泄；(3)在事故工況下，向反應堆冷卻劑系統(tǒng)提供含硼水，以維持壓力；(4)當事故工況時，上充泵還作為高壓安全注水泵使用，將反應堆換料水箱中的高濃度硼酸水注入一回路，以控制反應性，當出現(xiàn)換料水箱低水位時，安注自動轉(zhuǎn)入再循環(huán)階段。
[0003]由于上充泵在核島一回路內(nèi)功能復雜，要求的工作性能點多，流量范圍跨度很大，加上泵的總壓頭很高，而工作流量很小，給上充泵水力設(shè)計上帶來了很大的困難。首先由于上充泵額定流量不大，而壓頭很高，屬于離心泵中的低比轉(zhuǎn)數(shù)泵，水力部件的特點是葉輪、導葉的流道很狹窄，而直徑反而很大，設(shè)計這樣的葉輪、導葉的難度很大；其次，該泵在多個流量工況點進行工作，其跨度范圍大大超出一般離心泵的范圍，尤其是小流量要求不產(chǎn)生不穩(wěn)定區(qū)(即無駝峰)，對這樣低比轉(zhuǎn)數(shù)泵來說也是非常困難的，也是制約上充泵實現(xiàn)國產(chǎn)化的主要原因。通常多級離心泵各級葉輪均采用相同的水力模型，同向布置，不能滿足五個工況點的水力性能要求，因此需要發(fā)明一種新的離心式上充泵葉輪，使其能滿足上充泵的工況要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種CPR1000MW離心式上充泵的葉輪結(jié)構(gòu)，它可以改善泵的汽蝕性能，滿足五個工況點的特殊要求。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種CPR100(MW離心式上充泵的葉輪結(jié)構(gòu)，由十二級葉輪構(gòu)成，所述十二級葉輪的前六級葉輪與七至十二級葉輪背對背對稱布置，前六級葉輪的進水口指向上充泵的電機驅(qū)動端。根據(jù)多級泵的串聯(lián)迭加理論，在上充泵設(shè)計中采用三種葉輪水力模型組合的方式，分別為:首級葉輪、二至六級葉輪及七至十二級葉輪。如上所述的三種葉輪均由前蓋板、后蓋板、輪轂、若干葉片組成，葉片均勻布置在前后蓋板之間。首級葉輪葉片數(shù)為3 ;二至六級葉輪葉片數(shù)為3?5，以5葉片葉輪為最優(yōu)；七至十二級葉輪葉片數(shù)為3?5，以5葉片葉輪性能最優(yōu)。三種模型的葉輪進口直徑為首級最大，二至六級次之，七至十二級最小，它們存在比例關(guān)系為1:0.85?0.95:0.82?0.93 ；三種模型的葉輪出口直徑之比為1:0.98?1.02:0.99?1.01 ;出口寬度之比為1:0.96?1.02:0.96~1.02 ;輪轂直徑之比為1:0.99~1.01:0.99~1.01 ;三種模型的葉片出口角@2為25°~45°，取30°時為最優(yōu)；葉片包角P為120°~155°，取140°時為最優(yōu)。
[0006]本實用新型的首級葉輪按兩個工況點設(shè)計，并考慮汽蝕性能，葉輪吸入口最大；二至六級葉輪按3個工況點設(shè)計，兼顧效率，葉輪吸入口適中；七至十二級葉輪按5個工況點設(shè)計，調(diào)節(jié)揚程，葉輪吸入口最小。通過三種方案優(yōu)化組合，最終達到要求的5個工況點性能要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型一個實施例的葉輪結(jié)構(gòu)圖；
[0008]圖2為首級葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖3為二至六級葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖4為七至十二級葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖1-4中:1.首級葉輪，2.二至六級葉輪，3.七至十二級葉輪，11、21、31.后蓋板，
12,22,32.輪轂，13、23、33.前蓋板，b12、b22、b32.葉輪出口寬度，dhl、&、dh3.輪轂直徑，
Dj2、Dj3.葉輪進口直徑，D12、D22、D32.葉輪出口直徑。
【具體實施方式】 [0012]圖1是本實用新型一個實施例的葉輪結(jié)構(gòu)示意圖，CPR100(MW離心式上充泵的葉輪結(jié)構(gòu)由三種模型組成，分別為首級葉輪(I)、二至六級葉輪(2)、七至十二級葉輪(3)，十二級葉輪的前六級葉輪與七至十二級葉輪背對背對稱布置，前六級葉輪的進水口指向上充泵的電機驅(qū)動端。
[0013]圖2、3、4為三種葉輪的結(jié)構(gòu)圖，從圖中可以看出，三種葉輪分別由后蓋板(11)、(21)、(31)和輪轂(12)、(22)、(32)以及前蓋板(13)、(23)、(33)加上若干葉片組成，葉片均勻布置在前后蓋板之間。首級葉輪葉片數(shù)為3 ;二至六級葉輪葉片數(shù)為3~5，以5葉片葉輪為最優(yōu)；七至十二級葉輪葉片數(shù)為3~5，以5葉片葉輪性能最優(yōu)。三種模型的葉輪進口直徑為首級最大，二至六級次之，七至十二級最小，它們存在比例關(guān)系為Djl =Dj2 =Dj3=1:0.85~0.95:0.82~0.93 ;三種模型的葉輪出口直徑之比為D12 =D22 =D32=1:0.98~1.02:0.99~1.01 ;出口寬度之比為b12:b22:b32=l:0.96~1.02:0.96~1.02 ;輪轂直徑之比為dhl:dh2:dh3=l:0.99~1.01:0.99~1.01 ;三種模型的葉片出口角β2為25°~45。，取30°時為最優(yōu)；葉片包角P為120°~155°，取140°時為最優(yōu)。
[0014]本實用新型CPR1000MW離心式上充泵的首級葉輪按兩個工況點設(shè)計，并考慮汽蝕性能，葉輪進口直徑^最大；二至六級葉輪按3個工況點設(shè)計，兼顧效率，葉輪進口直徑Dj2適中；七至十二級葉輪按5個工況點設(shè)計，調(diào)節(jié)揚程，葉輪進口直徑Dp最小。通過三種方案優(yōu)化組合，最終達到要求的5個工況點性能要求。
[0015]本實施例在實踐中能夠有效改善泵內(nèi)部流動情況，提高上充泵的水力性能和可靠性，滿足上充泵五個工況點的性能要求，具有良好的經(jīng)濟效益。
[0016]以上，為本發(fā)明專利參照幾個實施例做出的具體說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，也包含本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)的其他實施例或變形例。
【權(quán)利要求】
1.一種CPR100(MW離心式上充泵的葉輪結(jié)構(gòu)，其特征在于:由十二級葉輪構(gòu)成，所述十二級葉輪的前六級葉輪與七至十二級葉輪背對背對稱布置，前六級葉輪的進水口指向上充泵的電機驅(qū)動端，十二級葉輪采用三種葉輪水力模型組合而成，分別為首級葉輪、二至六級葉輪及七至十二級葉輪；三種葉輪均由前蓋板、后蓋板、輪轂、若干葉片組成，葉片均勻布置在前后蓋板之間；首級葉輪葉片數(shù)為3，二至六級葉輪葉片數(shù)為3?5，七至十二級葉輪葉片數(shù)為3?5。
2.如權(quán)利要求1所述的一種CPR100(MW離心式上充泵的葉輪結(jié)構(gòu)，其特征在于:首級葉輪的進口直徑最大，二至六級次之，七至十二級最小，它們存在比例關(guān)系為1:0.85?0.95:0.82?0.93 ;三種模型的葉輪出口直徑之比為1:0.98?1.02:0.99?1.01 ;出口寬度之比為1:0.96?1.02:0.96?1.02 ;輪轂直徑之比為1:0.99?1.01:0.99?1.01。
3.如權(quán)利要求1所述的一種CPR1000MW離心式上充泵的葉輪結(jié)構(gòu)，其特征在于:三種模型的葉片出口角@2為25°?45。;葉片包角P為120°?155°。
【文檔編號】F04D29/22GK203822645SQ201420173791
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】邢樹兵, 朱榮生, 錢健勻, 巫俊和, 楊哲民, 陳娟 申請人:江蘇國泉泵業(yè)制造有限公司