核电通用机械设备 泵课件.ppt

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1、通用机械设备泵,耕育希望耘景未来,General machinery equipment - pump,一、泵的功能二、泵的分类三、泵的工作原理、结构及运行四、其他常识,目 录,2022/11/27,2,一、泵的功能,1、提升作用：提高液体势能（静压能）和动能（流速）即扬程。 2、抽吸作用：可将低液位贮槽或水池的液体吸入泵中即吸程。,电能 机械能 压能（势能）,2022/11/27,3,泵的分类,1、 叶片式泵（1）离心泵（2）轴流泵和混流泵（3）漩涡泵（4）屏蔽泵,泵,2、 容积泵（1）往复泵（2）回转泵（3）计量泵,3、其它非机械能转换泵（1）喷射泵（2）扬液器,2022/11/27,4,

2、叶片式-离心泵,工作原理由于离心泵有“汽缚”现象，因此离心泵在启动前应向泵壳内要灌满液体。泵叶轮高速旋转，充满在叶片之间的液体也随着转动，在离心力*的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘，使叶轮外缘的液体静压强提高，同时也增大了流速，一般可达1525 m/s，即液体的动能也有所增加。液体离开叶轮进入泵壳后，由于泵壳中流道逐渐加宽，液体的流速逐渐降低，又将一部分动能转变为静压能，使泵出口处液体的压强进一步提高，于是液体以较高的压强，从泵的排出口进入排出管路，输送至所需的场所。,气缚,泵的工作原理、结构及运行,2022/11/27,5,泵的工作原理及结构,叶片式-离心泵,工作原理当泵内液体从叶轮中心被

3、抛向外缘时，在中心处形成了低压区。当贮槽液面上方的压强大于泵吸入口处的压强后，在压强差的作用下，液体便经吸入管路连续地被吸入泵内，以补充被排出液体的位置。只要叶轮不断地转动，液体便不断地被吸入和排出。由此可见，离心泵之所以能输送液体，主要是依靠高速旋转的叶轮。液体在离心力的作用下获得了能量以提高压强。,基本组成部件,叶轮,泵壳,轴封,轴,驱动（电机）,泵的工作原理、结构及运行,2022/11/27,6,泵的工作原理及结构,离心泵的结构,魔幻瓜途 太空丝瓜种植走廊,离心泵由以下部件构成： 1）叶轮 2）泵壳和导轮装置 3）轴和轴承 4）密封装置,泵的工作原理、结构及运行,2022/11/27,7

4、,泵的工作原理及结构,离心泵-叶轮,闭式叶轮：叶片两侧带有前盖板2及后盖板3的叶轮。 液体从叶轮中央的入口进入后，经两盖板与叶片之间的流道而流向叶轮外缘，在这过程中液体从旋转叶轮获得了能量，并由于叶片间流道的逐渐扩大，故也有一部分动能转变为静压能。半闭式叶轮：吸入口侧无前盖板的叶轮。开式叶轮：没有前、后盖板的叶轮。 半闭式与开式叶轮可用于输送浆料或含有固体悬浮物的液体，因取消盖板后叶轮流道不容易堵塞，但由于没有盖板，液体在叶片间运动时容易产生倒流，故效率也较低。,泵的工作原理、结构及运行,2022/11/27,8,泵的工作原理及结构,离心泵-叶轮,单吸双吸叶轮,泵的工作原理、结构及运行,202

5、2/11/27,9,泵的工作原理及结构,离心泵-泵壳和导轮装置,离心泵的泵壳：壳内有一截面逐渐扩大的蜗牛壳形通道，如图2.24的1所示。又称蜗壳泵壳不仅作为一个汇集由叶轮抛出液体的部分，而且本身又是一个转能装置。 叶轮在壳内顺着蜗形通道逐渐扩大的方向旋转，愈接近液体出口，通道截面积愈大。因此，液体从叶轮外缘以高速被抛出后，沿泵壳的蜗牛形通道而向排出口流动，流速便逐渐降低，减少了能量损失，且使部分动能有效地转变为静压能。所以导轮：在叶轮与泵壳之间有时还装有一个固定不动而带有叶片的圆盘。如图2.24中的3所示。由于导轮具有很多逐渐转向的流道，使高速液体流过时能均匀而缓和地将动能转变为静压能，减少了

6、液体直接进入蜗壳时的碰撞，因而减小能量损失。,泵的工作原理、结构及运行,2022/11/27,10,泵的工作原理及结构,离心泵-轴和轴承,泵轴是传递机械能的主要部件，必须具有足够的抗扭强度。 卧式泵：横轴 立式泵：竖轴 斜式泵：斜轴,轴承分为滑动和滚动轴承两大类。按承受荷载的不同 分为向心轴承和推力轴承。,泵的工作原理、结构及运行,2022/11/27,11,泵的工作原理及结构,离心泵-密封装置,泵轴与泵壳之间的密封称为轴封。轴封的作用是防止高压液体从泵壳内沿轴向外泄漏，或者外界空气以相反方向向泵内流入。轴封有填料密封和机械密封两种 。叶轮与泵壳之间的密封称为密封环，主要通过两者之间的间隙来形

7、成水密封环。,密封环,泵的工作原理、结构及运行,2022/11/27,12,泵的工作原理及结构,离心泵-轴封装置,轴封装置有填料密封 和机械密封两种,轴封装置：泵轴与泵体之间的密封,泵的工作原理、结构及运行,2022/11/27,13,泵的工作原理及结构,离心泵-轴封装置-填料密封,设置在泵出口侧，内轴的出口处。目的是防止压力液体泄出泵体外。,连通低压区,与高压区连通,设置在水泵的进口侧，泵轴的出口处，目的是防止空气从进口侧的轴孔进入泵体内,填料密封,压力填料密封,真空填料密封,编织物填料的材料： （1） 输送冷水时，使用棉花，或涂油的麻做编织物； （2） 输送热水时，使用石墨石棉，或浸有二硫

8、化钼的石棉做编织物； （3） 输送酸时，使用涂石蜡石棉做编织物。,泵的工作原理、结构及运行,2022/11/27,14,泵的工作原理及结构,离心泵-轴封装置 _机械密封,动环一般用硬材料，如高硅铸铁或由堆焊硬质合金制成。静环用非金属材料，一般由浸渍石墨、酚醛塑料等制成。这样，在动环与静环的相互摩擦中，静环较易磨损，但从机械密封装置的结构看来，静环易于更换。动环与静环的密封圈常用合成橡胶或塑料制成。,机械密封装置安装时，要求动环与静环严格地与轴中心线垂直，摩擦面要很好地研合，并通过调整弹簧压力，使端面密封机构能在正常工作时，于两摩擦面间形成一薄层液膜，以造成较好的密封和润滑作用。,动环环固定在泵

9、轴上，并与泵轴密封,静环固定在泵体上，并与泵体密封,密封面，靠动环后的弹簧压紧,泵的工作原理、结构及运行,2022/11/27,15,泵的工作原理及结构,离心泵的运转-汽蚀现象,现象与机理：当叶片入口附近的最低压强等于或小于输送温度下液体的饱和蒸气压时，液体就在该处发生汽化并产生气泡，随同液体从低压区流向高压区，气泡在高压的作用下，迅速凝结或破裂，瞬间内周围的液体即以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，在冲击点处形成高达几万kPa的压强，冲击频率可高达每秒几万次之多。这种现象称为汽蚀现象。 后果：汽蚀发生时，产生噪音和震动；叶轮局部地方在巨大冲击力的反复作用下，材料表面疲劳，从开始点蚀到形成严重

10、的蜂窝状空洞，使叶片受到损坏。此外，汽蚀严重时，由于产生大量气泡，占据了液体流道的一部分空间，导致泵的流量、压头与效率显著下降。 预防：最低压强维持输送温度下液体的饱和蒸气压之上。,泵的工作原理、结构及运行,2022/11/27,16,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的运转-汽蚀现象,提高泵抗气蚀性能的措施,2提高泵本身的抗气蚀性能，减小必需气蚀余量 （1） 采用双吸叶轮，降低入口速度； （2）增大叶轮进口直径及叶片进口宽度，降低入口速度； （3） 叶轮采用耐汽蚀材料，提高泵的抗气蚀性； （4） 进口处装设螺旋式诱导轮如图2.4-4所示，改善泵的气蚀性能。,1. 改善泵的工作条件，提高泵的有效

11、气蚀余量 （1） 减小安装高度，提高有效气蚀余量； （2） 加大吸水管径或减小流量，以减小阻力，提高有效气蚀余量； （3） 降低液体的温度，从而降低汽化压力，提高有效气蚀余量； （4）降低泵的转速，减小阻力，提高有效气蚀余量。,2022/11/27,17,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的运转-吸程,高度：当高度升高时，大气压减小，理论最大吸程减小，对实际吸程也是如此；液体温度： 一定真空度下的液体，其温度越高，蒸发越快。当液体通过吸入管时，就会产生蒸汽。蒸汽的压力等于与液体温度压力相符合的饱和蒸汽压力。这种蒸汽压力会减小泵的吸程；液体的密度：泵的理论吸程与所吸液体的密度有关，成负相关；,20

12、22/11/27,18,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的运转-离心泵的并联串联,串联运转特性曲线 ： 当有P1、P2、P3多台泵串联运转时，通过每台泵的流量都是相同的，即：Q=Q1=Q2=Q3多台泵串联运转的扬程，则等于各台扬程相加之和 Ht=H1+H2+H3如果串联的泵是相同的，就变成多级泵的情况，其总扬程等于单个泵的扬程乘以泵数，即： Ht=nH,并联运转特性曲线 ： 当P1、P2、P3多台泵并联工作时，若： H=H1=H2=H3则并联运转时的总流量则等于各台泵在同一扬程下的流量Q1、Q2、Q3的和，即： Qt=Q1+Q2+Q3 多台泵并联工作时的HQ特性曲线，是由各台泵的HQ特性曲线在

13、同一扬程如H下对应点上各台泵流量Q1、Q2、Q3相加而成的。 如果并联的泵是相同的，则每台泵在同一扬程点上对应的流量也是相等的，并联工作时的总流量就是每台泵的流量乘以泵数，即： Qt= nQ,2022/11/27,19,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类,核电厂最常用的离心泵有以下几种： 1）单级单吸离心泵 2）单级双吸离心泵 3）多级离心泵 4）冷凝水泵 5）安全壳喷淋泵 6）生水泵、RCV上充泵及辅助给水泵,2022/11/27,20,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-单级单吸离心泵,2022/11/27,21,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-单级单吸离心泵RRI系统泵,

14、该泵用于GNPS核电站RRI系统（核岛设备冷却系统）的循环泵。其主要参数如下： 额定 Q=2670 m3/h 额定 H=63 m 转速 n=1485 rpm 功率 N=630 KW,2022/11/27,22,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-单级双吸离心泵,国产单级双吸水平中开式离心泵的主要型号为S及SH型。S型泵是SH型泵的更新产品，泵的性能指标比SH型先进。 1）S型双吸离心泵： S型离心泵是一种双吸单级水平中开式离心泵，是SH型的更新产品。例如S15078A： S表示双吸单级卧式离心泵；150表示进口直径，mm；78表示扬程，m； A表示叶轮外径切割。S型离心泵的基本结构图如图2

15、.54所示。,2022/11/27,23,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类- GNPS核电站单级双吸离心泵,其结构如图2.5-5和2.5-6所示。它们是二回路主给水泵组的前置增压泵和压力泵。,（1）前置增压泵 卧式双吸单级前置增压泵的结构如图2.55所示。蜗壳由马氏体不锈钢铸件制造，为双蜗壳型。进口和出口的接管在泵体的上半部，进口接管与垂直面成50角，出口是垂直向上的。端盖、轴、叶轮均为马氏体不锈钢，轴表面镀铬，以使轴颈有硬的耐磨表面。轴封设有5圈填料。3圈在套环内侧，2圈在套环外侧，轴封周围设有冷却夹套，保证轴封填料处水温不超过100，以防止热量侵入填料，冷却水来自常规岛闭式冷却水系统

16、。泵的转速1489rpm,流量813.5kg/s。,2022/11/27,24,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-GNPS核电站单级双吸离心泵,（2）压力泵 卧式双吸单级压力给水泵的结构如图2.56所示，蜗壳由马氏体不锈钢制造，为双蜗壳。蜗壳内设有多叶式扩散器位于蜗壳叶片的内侧。进口管由顶部进入泵壳，出口管位于壳体底部水平面上。进口导向器位于蜗壳的非驱动端，并固定在蜗壳上。轴、叶轮、扩散器、导向器材料均为马氏体不锈钢，轴的表面镀铬，以使轴颈有硬的耐磨表面。轴封为机械密封，动环材料为碳化硅，静环材料为浸渍锑石墨。机械密封采用自循环系统水冷却。从密封室出来的水经热交换器和磁粗过滤器后再循环回

17、去。还设有一个备用磁粗滤器。热交换器的循环冷却水，来自常规岛闭式循环冷却水系统。压力泵的转速5100rpm,流量813.5kg/s（约3000m3/h），与增压泵串联运行扬程840m水柱。,2022/11/27,25,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-GNPS核电站单级双吸离心泵,单级双吸离心泵在主给水泵系中的位置如下图所示：,GNPS核电站主给水泵系统是汽机热力循环中的一个重要组成部分，它包括两台半容量汽动给水泵和一台半容量电动给水泵，电动给水泵作为备用。汽动给水泵装置，由前置增压泵（升压泵）、减压箱、汽轮机、压力泵组成。增压泵和压力泵均为卧式双吸单级离心泵，由一台汽轮机带动，按增压泵

18、减速箱汽轮机压力泵顺序串联组装，如图2.57所示。,电动给水泵装置的布局和汽动给水泵装置基本相同，只不过将汽轮机换成电动机，减速箱换成液力联轴器，位置也由前置泵向后移至压力泵与电机之间，如图2.58所示。,2022/11/27,26,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-立式单级离心泵,GNPS核电站立式单级单吸离心泵，其结构简图如图2.5-10所示。它是核岛重要生水（SEC）泵主要性能参考如下： 额定 Q=3400 m3/h额定 H=25.5 m 转速 n=1000 rpm 功率 N=300 KW该泵在重要生水系统中（重要厂用水系统）用来将设备冷却水系统传给的热量排入海中，是核岛的最终热阱

19、。与设备冷却水系统一样是安全设施系统的专设支持系统。泵的吸入口处的水位为：3.00m+6.22m，以保证泵的净正吸入压头（NPSH）,即允许汽蚀余量h,2022/11/27,27,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-立式单级离心泵,国产单级双吸水平中开式离心泵的主要型号为S及SH型。S型泵是SH型泵的更新产品，泵的性能指标比SH型先进。 1）S型双吸离心泵： S型离心泵是一种双吸单级水平中开式离心泵，是SH型的更新产品。例如S15078A： S表示双吸单级卧式离心泵；150表示进口直径，mm；78表示扬程，m； A表示叶轮外径切割。S型离心泵的基本结构图如图2.54所示。,2022/11/

20、27,28,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-单吸多级离心泵,单吸多级离心泵按结构可分为卧式多级泵和立式多级泵。 卧式多级泵又分为：分段式多级泵和水平中开式多级泵，我国用DA型DK型表示上述这两种多级泵。DA型离心泵的基本结构如图2.511所示。,2022/11/27,29,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-GNPS核电站卧式单吸多级泵,右图为辅助给水泵，该泵为分段式卧式单吸多级泵。辅助给水泵的进、出口在泵体两端的上方。 辅助给水泵有三台，一台由汽轮机驱动，100的容量；另外两台由电动机驱动，50 的容量。由辅助给水泵构成的系统是专设安全设施系统，在压水堆中属于兼容系统，在电厂启动

21、时代替主给水泵向主蒸发器供水，在事故情况下向主蒸发器供水，排出堆芯余热直至余热排出系统投入运行。它们的主要参数如下：汽动辅助给水泵主要性能参数：额定 Q=200 m3/h额定 H=1100 m转速 n=59682200 rpm电动辅助给水泵主要性能参数：额定 Q=100 m3/h额定 H=1100 m转速 n=1485 rpm功率 N=500 KW,2022/11/27,30,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-GNPS核电站卧式单吸多级泵,图2.5-13为上充泵（11级）。该型泵为水平中开式单吸多级泵。上充泵的进、出口在泵体的一端，进口在下方，出口在上方。上充泵主要性能参数如下：额定 Q

22、=34 m3/h额定 H=1767 m 转速 n=2980 rpm功率N=350 KW,2022/11/27,31,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-GNPS核电站立式单吸多级泵,右图为GNPS核电站立式多级泵结构图。它是核岛安全壳喷淋（EAS）泵。主要性能参数如下：额定 Q=1050 m3/h额定 H=115 m转速 n=1485 rpm功率N=490 KW,2022/11/27,32,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-GNPS核电站立式单吸多级泵,GNPS核电站冷凝水泵（凝结水泵），是三级立式沉箱型结构。主要由吸入喇叭口、第一级蜗壳和第一级叶轮、泵的第二、第三级叶轮、支承管及排

23、水弯头、机械密封（轴封）、轴承和电动机组成，如图2.517所示。其主要参数如下： 转速为1482 rpm； 扬程为215 m水柱； 流量为552.67 kg/s（约2000 m3/h）。 从图中可以看出凝结水由喇叭口吸入，进入第一级叶轮，获得能量后由叶轮周缘排出，通过双蜗壳通道进入第二、第三级叶轮，再次获得能量后，从支承管及排水弯头中排出。,2022/11/27,33,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-轴流泵,轴流泵和混流泵均属叶片式离心泵，均为高比转速泵，其比转速分别为300500，5001000。所以具有流量大，扬程低，效率高等特点。 轴流泵和混流泵在核电厂中主要用于一回路的主泵和循

24、环冷却水系统的循环冷却泵。,轴流泵（如图2.71所示）主要部件： 叶轮、导叶、扩压管、弯管、吸入管、泵轴和轴承等组成。,2022/11/27,34,泵的工作原理、结构及运行,离心泵的种类-轴流泵,一 . 叶轮和导叶叶轮是由叶片、轮毂及动叶头所组成。为了提高轴流泵的效率，将叶片做成扭 曲形状。 叶片应该有良好的流线型并需进行精加工。轮与叶轮外壳间的间隙要适当轴流泵的叶轮有三种型式： （1）叶片在轮毂中固定不动: 叶片装置角不可调; （2）叶轮为半调节的: 叶轮拆下后,才能调节装置角; （3）叶轮为全调节的: 叶片装置角随时可调。 液体从轴流泵叶轮流出后，有向前的轴向运动和旋绕运动，所以液体经过叶

25、轮后的流动是螺旋形的前进运动。液体作旋绕运动时，摩擦损失会消耗掉这部份旋转运动的能量。为了把液体作旋绕运动的动能转变成压力能，装置了导向叶轮。,2022/11/27,35,泵的工作原理、结构及运行,离心泵-轴流泵工作原理,当轴流泵的叶轮作顺时针旋转时，叶栅向右运动。液体相对于叶栅产生了沿翼型表面的流动。液体对翼型叶片产生一升力和一阻力，翼型叶片也对液体产生一大小相等方向相反的反作用力 R，通过R的作用，轴流泵将其叶轮的机械能传递给液体，使液体的压力升高，流速增加。,2022/11/27,36,泵的工作原理、结构及运行,离心泵-轴流泵流量的调节,轴流泵一般采用改变叶片装置角的方法来调节流量！,调

26、节原理： 机翼理论，改变升角。改变翼型叶片的翼弦与来流速度方向之间的夹角（通过改变叶片装置角），则升力系数就改变，升力也随之变化。升力变化后，轴流泵所输送的流量及扬程也随之改变，这样，就达到调节轴流泵的目的。,构全调节的轴流泵动叶片调节机构，一般分为下列几种： （1）杠杆式动叶片调节机构； （2）蜗轮蜗杆式动叶片调节机； （3）机械液压式动叶片调节机构。,轴流泵采用改变叶片装置角的调节方法，调节效率较高，不产生节流损失。而且泵在叶片调节以后，仍能在最佳效率区内工作。 可调叶片的轴流泵，如停运时间长，应注意防止腐蚀，必要时将吸入闸门关闭后，应设法放出水泵内的水。并需将泵轴顶起，以便使推力瓦进油。

27、,2022/11/27,37,泵的工作原理、结构及运行,离心泵-轴流泵流量的调节,轴流泵流量调节是采用改变叶轮叶片装置角的方法来达到.叶片装置角调节机构可采用液压,也可采用机械,如下图所示:,2022/11/27,38,泵的工作原理、结构及运行,离心泵-轴流泵的汽蚀,轴流泵的汽蚀 避免轴流泵汽蚀措施汽蚀产生的原因:泵的运转或安装 布置的不合理：1).泵的叶轮长期没有足够的侵入深度。2)泵的吸入喇叭口与进水沟底，没能 保持所要求的距离。 3).干水位过低（特别是旱季），使水 流产生较大的漩涡而进入泵内。 4).几台轴流泵在同一进水沟内运行， 产生了相互干扰。 5).水流道前的拦污栅或旋转网设计或

28、 选用的不合理，一般要求，它的水流 流速以不超过 0.3米秒为宜。 6)运行方式的配备不合理，特别是在进 水流道设计过小或水位较低。,2022/11/27,39,泵的工作原理、结构及运行,离心泵-混流泵,混流泵的性能和基本结构和轴流泵很相似，均为高比转数泵，它的工作原理和基本理论也和轴流泵相同由于轴流泵的流量很大扬程较低，应用的范围受到限制。而混流泵却具有流量大，扬程比轴流泵高，汽蚀性能比轴流泵好的特点.由于混流泵具有流量大和扬程高的特点,因此在压水堆核电厂重要回路上被广泛使用.,2022/11/27,40,泵的工作原理、结构及运行,GNPS核电站混流泵型号为100型，流量Q=23790m3/

29、h;扬程H=97.2m;转速n=1485rpm;功率N=6500kw（6.6kV）。总高度为8米。基本结构如下： 1泵壳 2叶轮和导叶 3隔热屏 4轴密封组件（轴封）-三级 串联机械密封 5轴承及联轴节 6电动机 7飞轮,离心泵-混流泵,2022/11/27,41,泵的工作原理、结构及运行,离心泵-混流泵,2022/11/27,42,泵的工作原理、结构及运行,离心泵-混流泵轴密封组件（轴封）,轴密封组件（轴封） 主泵的轴封要求很严格，为防止泄漏，由安装在泵轴上的三级串联机械密封来完成。如a图所示。轴封安装在泵的径向轴承上方。 1号轴密封是轴密封组件中最重要的部件(见b图)，为液膜式端面密封（机

30、械密封）。1号轴封的动环和静环的密封面材料都是氧化铝，动环在下边，随泵轴而旋转，静环在上边，不转动。两端面之间的间隙为0.1mm左右,之间形成一层水密封薄膜,动环和静环的两密封端面在两侧相对滑动，水密封薄膜由RCV来的高压冷却水由外侧流向内侧形成,故不会直接接触而产生磨损.由高压冷却水的压力使密封件自动处于平衡状态.为使一号轴封正常运行，严格规定在反应堆RCV冷却剂系统压力低于2.5 MPa（25 bar）时，决不可启动主泵。(注入一号轴封的冷却剂流量为:q1=700L/h . 压力必须大于反应堆冷却剂泵吸入压力)。 2号轴密封位于1号轴密封的上方，为压力平衡摩擦端面机械密封。动环密封面为碳化

31、铬，静环密封面材料为石墨。2号密封的润滑是由1号轴密封泄漏量的一小部分(q2=7.7L/h, 而绝大部分流量则由2号轴密封构成的屏障迫使其通过1号轴密封引流管回到RCV系统进行再循环。2号轴密封的作用是阻挡1号轴密封的泄漏，并设计成在1号轴密封损坏的应急情况下，无论在转动状态或者静止状态，都能承受反应堆冷却剂系统的全部压力。此时它可以代替一号轴密封，并可像液膜面端面密封那样运转轴密封。,2022/11/27,43,泵的工作原理、结构及运行,离心泵-混流泵轴密封组件（轴封）,2号轴密封泄漏(7.6L/h)被引流到RPE系统（反应堆冷却剂疏水系统） 3号轴密封位于2号轴封的上方,是阻挡2号轴密封的

32、泄漏，它是一种机械摩擦端面双效应机械密封（低压接触式机械密封）, 3号密封的动环密封面材料为碳化铬，静环密封面材料为石墨,它承受的压差最小，它能限止每小时泄漏量在0.1升以内。这样小的泄漏量用来冷却和润滑接触端面是足够的。 3号轴密封的润滑和冷却是由反应堆硼和水的补给系统（REA）注入的密封水来润滑轴封表面并防止硼析出。由REA注入的密封水分成两部分，一部分进入2号引露管线，引流到RPE系统,另一部分作为3号轴封水密封液膜的注入水(形成3号水密封液膜的水量仅为0.1L/h),沿3号密封向上流动，,通过3号密封引流管直接引流到RPE系统.,2022/11/27,44,泵的工作原理、结构及运行,离

33、心泵-屏蔽泵,右图为核动力舰艇上使用的主泵的典型结构图,它由水力部件、电动机、承压壳体、热交换器、轴承和隔热屏等不见构成。泵在下端，电机在上端。电机转子和泵的叶轮构成一个整体的转子，下端相当于一般工业用的悬臂式单级单吸泵叶轮上方设有隔热屏起热屏障作用，防止载热剂（一回路冷却剂）的热量向电机方向传导。电机的定子、转子及叶轮全部封闭在高压壳体内。高压壳体外部盘绕蛇形管热交换器. 转子、定子的屏蔽套材料采用哈斯特洛依牌号的镍钼基合金材料制成，它的厚度不到1mm，国外已用到0.127mm。屏蔽套耗功较多，它的厚度越薄电机效率越高。屏蔽套不能承压，只能起屏蔽和密封作用。 屏蔽电机的结构与一般电机不同，这

34、种电机细而长，因为水力摩擦耗功，直径大耗功大。功率与直径的三次方成正比。,屏蔽泵的特点 （1）由于没有旋转轴的动密封，只有静密封，所以可保证绝对密封性。 （2）体积小，重量轻，结构紧凑。 （3）没有风扇，所以噪音小、振动小。 （4）检修比较简单。 （5）效率比轴封泵低1020。 （6）造价较高。,2022/11/27,45,泵的工作原理、结构及运行,离心泵-旋涡泵,旋涡泵是一种特殊类型的离心泵，由泵壳和叶轮组成。 旋涡泵适用于要求输送流量小、压头高而粘度不大的液体。,当流量减小时，压头升高很快，轴功率也增大，所以应避免此类泵在太小的流量或出口阀全关的情况下作长时运转，以保证泵和电机的安全。为此

35、也采用正位移泵所用的回流支路来调节流量。,2022/11/27,46,泵的工作原理、结构及运行,容积泵,容积泵工作原理: 利用容积的变化使压力产生变化,从而使容积泵中的吸入阀和排出阀依次打开和关闭.容积由小变大时,排出阀关闭,吸入阀打开而抽吸液体;当容积由大变小时则吸入阀关闭,排出阀打开而排出液体.容积泵的类型:容积泵有往复泵、回转泵、计量泵等几种结构. 往复泵:往复泵是一种最常见的容积式泵，应用很广。它依靠作往复运动的活塞依次开启吸入阀和排出阀，从而吸入和排出液体。 1)结构组成:主要部件有泵缸1、活塞2、活塞杆3、吸入阀4和排出阀 5(见图2.9-1)。 2)特点: a)往复泵的流量只与泵

36、本身的几何尺寸和活塞的往复次数有关，而与泵的压头无关，即无论在什么压头下工作，只要往复一次，泵就排出一定体积的液体，所以往复泵是一种典型的容积式泵。,2022/11/27,47,泵的工作原理、结构及运行,容积泵-往复泵,往复泵的理论流量可按下二式计算： 单动泵 式中： 往复泵的理论流量，m3/min； 活塞的截面积，m2； 活塞的冲程，m； 活塞每分钟的往复次数,1/min。 双动泵 式中： 活塞杆的截面积，m2。 b)往复泵的压头与泵的几何尺寸无关，只要泵的机械强度及原动机的功率允许，输送系统要求多高的压头，往复泵就能提供多大的压头。 c)往复泵的吸上真空度亦随泵安装地区的大气压强、输送液体

37、的性质和温度而变，所以往复泵的吸上高度也有一定的限制。但是，往复泵内的低压，是靠工作室的扩张来造成的，所以在开动之前，泵内无须充满液体，即往复泵有自吸作用。 d)往复泵不能简单地用排出管路阀门来调节流量，一般采用回路调节装置 .,2022/11/27,48,泵的工作原理、结构及运行,容积泵-往复泵,单动往复泵,双动往复泵,2022/11/27,49,泵的工作原理、结构及运行,容积泵-计量泵,计量泵:计量偏心轮的偏心距，来调节活塞的冲程，进而泵是一种典型的往复泵,又称比例泵.计量泵适用于要求输液量十分准确而又便于调整的场合，如向化学反应系统中送药液。通过调节达到比较严格地控制和调节流量 .,20

38、22/11/27,50,泵的工作原理、结构及运行,容积泵-回转泵,2022/11/27,51,泵的工作原理、结构及运行,其它非机械能转换泵-喷射泵,2022/11/27,52,其他常识,水泵的启动和在运行中的问题,水泵的启动 1)启动时必须充水。 2)离心泵采用关闭出口阀的情况下启动，水泵在关闭出口阀工况下工作，不超过23分钟。 3)轴流泵、混流泵及旋涡泵采用出口阀打开的工况下启动。因关死点，消耗功率最大。 4)往复泵和回转泵等容积式泵（正位移泵），必须采用出口阀打开的工况下启动，否则泵内压强会急剧升高，造成泵体、管路和电机的损坏。水泵在运行中的问题水泵的气蚀:防止气蚀的主要方法是降低吸水高程

39、，减小吸入管阻力，提高泵吸水口压力，增强材料的抗蚀性。水泵的化学腐蚀 1)产生化学腐蚀的原因：（1）水中含有少量氧，当温度升高时和金属发生氧化作用。（2）水中含有重碳酸钠，当水温升高时重碳酸钠分解，降低了水中的pH值。即使水中不含氧，这种水也会对泵的部件起很强烈的腐蚀作用。,2022/11/27,53,其他常识,水泵的启动和在运行中的问题,2）防止的办法： （1）加除氧塔（脱气塔）。 （2）选耐腐蚀材料泵。2.14.2.3 水泵的磨损 1)磨损的原因及部件： （1）轴承磨损； （2）叶轮与外壳磨损； （3）介质颗粒引起的磨损。 2)防止办法：轴润滑，过滤介质，选耐磨材料的部件。,2022/11

40、/27,54,其他常识,水泵的启动和在运行中的问题,离心泵的故障 对于一般离心泵而言，其常见的故障分为两种：即机械故障和运行故障。而对于大亚弯一些大型重要的泵来说，它们的常见故障一般都在该设备的使用维修说明书中都有详细的介绍，同时还有完善的专用设备来自动检测故障。但是对于一般的离心泵而言并不具备这些条件，因此就需要根据实际情况，用对离心泵的结构知识的认知和运行维修经验来分析判断故障，并进行处理。2.15.1离心泵的运行故障诊断分析及排除2.15.1.1离心泵不能启动及启动后不能供液 检查内容主要有以下几个方面： 1）泵不能启动主要是原动机的问题，应检查供电是否正常、启动是否符合启动程序以及泵的

41、控制系统是否正常； 2）泵启动后不排液应检查启动前是否向泵内注水，因为泵有“气缚”特性，即泵没有自吸能力，启动前必须向泵内注水；,2022/11/27,55,其他常识,水泵的启动和在运行中的问题,3）检查吸入管口是否在吸入液面以下； 4）检查吸入管底阀是否损坏；检查吸入管是否破裂，致使空气漏入吸入管中； 5）检查泵的安装高度是否满足泵的性能（即泵的吸上真空度是否超过允许值及被输送的介质温度是否过高而引起汽蚀）； 6）检查泵的转速是否符合泵的性能参数、泵的转向是否正确、排出口的调节阀是否打开以及叶轮运转是否正常等因素而影响泵的扬程不足。2.15.1.2泵的排量和扬程不足 检查内容主要有以下几个方

42、面： 1）检查泵的转速是否低于泵的性能参数； 2）检查泵的密封功能是否失效而引起泵的泄漏增加； 3）检查泵叶轮是否损伤及流道是否有堵塞现象； 4）检查泵在运转时是否有轻微的汽蚀现象。,2022/11/27,56,其他常识,水泵的启动和在运行中的问题,通过对于上述离心泵在运行中所发生的各种故障的诊断和分析，专业技术人员可以有针对性的对离心泵进行维修，使至恢复其功能。2.15.2离心泵机械故障的种类、诊断分析及排除2.15.2.1泵运转时产生振动和噪音 检查内容主要有以下几个方面： 1）应检查安装的地脚螺钉是否松动； 2）应检查联轴器连接的径向、轴向跳动是否在允许范围内； 3）应检查泵的轴承是否磨

43、损、叶轮是否与泵体接触而产生摩擦； 4）应检查叶轮是否损坏、叶轮流道是否局部堵塞； 5）检查泵轴是否弯曲； 6）应检查叶轮回转的动平衡是否符合要求。2.15.2.2泵的轴封装置泄漏及发热 检查内容主要有以下几个方面： 1）泵轴弯曲或泵系轴线（指泵轴与电机轴线）不直； 2）检查填料密封压紧盖松紧度、检查填料的磨损情况、检查液封圈安装是否得当以及减压脉冲管是否堵塞等； 3）检查机械密封装置的各零部件是否损坏或失去其功能；检查机械密封装置的安装、润滑冷却及冲洗是否满足要求等。,2022/11/27,57,其他常识,水泵的启动和在运行中的问题,2.15.2.3泵的轴承过热 检查内容主要有以下几个方面： 1）泵轴弯曲或泵系轴线不直； 2）轴承润滑及冷却不良； 3）轴承磨损（尤其是滑动轴承） 4）轴承安装不符合要求等。2.15.2.4泵在运行时过载 主要有以下几个方面的原因： 1）轴承安装不当、润滑不良或轴承磨损严重； 2）泵系轴线不直； 3）叶轮回转时的动平衡不符合要求； 4）叶轮与泵体接触而产生摩檫： 5）泵运行时产生严重的汽蚀等。 通过对于上述离心泵所发生的各种机械故障的诊断和分析，专业技术人员可以有针对性的对离心泵进行维修，使至恢复其功能。,2022/11/27,58,2022/11/27,59,感谢关注！,