ГЕРМЕТИЧНЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОС Российский патент 1995 года по МПК F04D13/06 F04D29/58 

Изобретение относится к насосостроению, в частности к герметичным электронасосам, применяемым, например, в атомной энергетике.

Известен герметичный электронасос с "сухим" статором, содержащим трубчатый холодильник, выполненный в виде змеевика, навитого вокруг корпуса и кожуха, закрывающего его снаружи. Змеевик соединен с полостью ротора каналами, выполненными в корпусе. Циpкуляция перекачиваемой среды в полости ротора и змеевике осуществляется импеллером, установленным на валу ротора. Охлаждающая среда подается в полость, образованную кожухом и корпусом (см. Синев Н. М. Удовиченко Л.М. Герметичные водяные насосы атомных энергетических установок. М. Атомиздат, 1967, с. 233, 234. рис. 8.30).

Недостатком данной конструкции насоса является малая толщина стенки кожуха, что снижает надежность и безопасность, так как в случае применения насоса для перекачивания радиоактивной среды, находящейся под высоким давлением, при разгерметизации трубки змеевика возможен выход радиоактивной среды наружу. Кроме того, указанный насос неработоспособен при высоком давлении охлаждающей среды, что не позволяет применить его в установках, в которых одним из условий безопасности является обеспечение возможности повышения давления охлаждающей среды выше давления перекачиваемой среды.

Известен герметичный электронасос с холодильником приводного электродвигателя, встроенным в корпусе и выполненном в виде двух рядов концентрично расположенных каналов. По каналам, расположенным ближе к статору, циркулирует охлаждающая среда. Каналы, расположенные снаружи, соединены с полостью ротора и по ним циркулирует перекачиваемая среда (см. а.с. СССР N 347462, кл. F 04 D 29/58, 1969). Те и другие каналы рассчитаны на давление перекачиваемой среды и в случае разгерметизации каналов с перекачиваемой средой выход радиоактивной среды наружу может быть исключен путем отсечения холодильника вентиляции по линиям подвода и отвода охлаждающей среды. Однако наличие у холодильника этого насоса толстостенных перемычек между теплопередающими и теплоснимающими каналами снижает эффективность теплосъема, что не позволяет использовать данную конструкцию для насосов большой мощности из-за больших тепловыделений и ограниченных возможностей выполнения в корпусе необходимых теплопередающих и теплоснимающих поверхностей.

Наиболее близким к описываемому изобретению является герметичный электронасос, содержащий корпус с передним и задним фланцами и встроенный в него холодильник, имеющий теплопередающие каналы для циркуляции в них и в полости ротора перекачиваемой среды и теплоснимающие каналы. В случае применения данной конструкции в электронасосах, предназначенных для перекачивания сред с высоким давлением, для обеспечения безопасности стенки корпуса и кожуха должны быть рассчитаны на давление перекачиваемой среды, что приведет к усложнению конструкции и увеличению диаметральных размеров насоса.

Настоящее изобретение направлено на упрощение конструкции, уменьшение диаметральных размеров насоса и снижение его веса и стоимости.

Указанная техническая задача достигается тем, что герметичный электронасос, содержащий корпус с передним и задним фланцами и встроенным в ней холодильником, имеющим теплопередающие каналы с циркулирующей в них и в полости ротора перекачиваемой средой и теплоснимающие каналы, снабжен трубными досками, крышками со встроенными в них штуцерами для подвода и отвода охлаждающей среды и кожухом тороидальной формы, одна половина которого выполнена заодно с первой, теплоснимающие каналы холодильника образованы пучком кольцеобразных труб, размещенных в кожухе с образованием между ними теплопередающих каналов, в кожухе и заднем фланце корпуса выполнена выемка, в месте расположения которой установлены трубные доски, кольцеобразные трубы концами приварены к доскам, а последние соединены с кожухом и крышками с возможностью сообщения труб со штуцером.

На фиг. 1 изображено продольное сечение герметичного электронасоса; на фиг. 2 вид сверху на фиг. 1; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 1.

Электронасос содержит корпус 1, имеющий передний фланец 2 и задний фланец 3, холодильник 4, ротор 5 и статор 6. В стенке корпуса 1 выполнены снимающие тепло со статора 6 каналы 7 в виде сверлильный 8, соединенные с двух сторон коллекторами 9. Коллекторы 9 сообщены со штуцерами 10 для подвода и отвода охлаждающей среды. Холодильник 4 состоит из кольцеобразных труб 11, кожуха 12, трубных досок 13 и крышек 14 со встроенными в них штуцерами 15 и 16 для подвода и отвода охлаждающей среды.

Кожух 12 состоит из двух половин 17 и 18. Одна половина 17 кожуха 12 выполнена заодно целое с задним фланцем 3, вторая половина 18 соединена с первой сварными швами 19 и 20. Теплоснимающие каналы 21 холодильника 4 образованы пучком кольцеобразных труб 11, размещенных в кожухе 12 с образованием между ними теплопередающих каналов 22. В кожухе 12 и заднем фланце 3 корпуса 1 выполнена выемка 23, в месте расположения которой установлены трубные доски 13. Кольцеобразные трубы 11 концами приварены к доскам 13 сварными швами 24, а последние соединены с кожухом 12 и крышками 14 сварными швами 25 и 26.

В корпусе 1 выполнены сверления 27, 28 и 29, которые соединяют теплопередающие каналы 22 с полостью 30 ротора 5. Ротор установлен на подшипниках 31 и 32 и снабжен импеллером 33 для перекачивания среды в автономном контуре охлаждения.

Герметичный электронасос работает следующим образом.

После пуска насоса импеллер 33 начинает подавать перекачиваемую среду по сверлениям 27 и 28 в теплопередающие каналы 22 и далее по сверлениям 29 в полость 30 и импеллер 33, охлаждая ротор 5 и подшипники 31 и 32. Нагретая в полости 30 среда через теплопередающие поверхности труб 11 передает тепло охлаждающей среде, циркулирующей в теплоснимающих каналах 21 холодильника 4. Через штуцер 10 охлаждающая среда подается в теплоснимающие каналы 21 корпуса 1, снимая тепловыделения со статора 6.

Упрощение конструкции электронасоса достигается за счет вынесения холодильника в сторону заднего фланца корпуса и выполнения его в виде кольцевого тороида, при этом средняя часть корпуса, составляющая большую часть длины насоса, выполняется с одной стенкой, что значительно уменьшает диаметральные размеры насоса и снижает его вес и стоимость.

Разработка электронасоса мощностью 3000 кВт с предлагаемой конструкцией холодильника для АЭС, выполненная заявителем на уровне эскизного проекта, показала снижение веса на 20% по сравнению с насосом, у которого конструкция выполнена согласно авторскому свидетельству СССР N 987190.

Использование: в атомной энергетике. Сущность изобретения: в корпус с передним и задним фланцами встроен холодильник, имеющий теплопередающие каналы с циркулирующей в них и в полостях ротора перекачиваемой средой и теплоснимающие каналы. Одна половина кожуха тороидальной формы выполнена заодно с задним фланцем, вторая - соединена с первой. Теплоснимающие каналы образованы пучком кольцеобразных труб, размещенных в кожухе с образованием между ними теплопередающих каналов. В кожухе и заднем фланце выполнена выемка, в месте расположения которой установлены трубные доски. Кольцеобразные трубы концами приварены к доскам, соединенным с кожухом и крышками с возможностью сообщения труб со штуцерами, встроенными в крышки, для подвода и отвода охлаждающей среды. 3 ил.

ГЕРМЕТИЧНЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОС, содержащий корпус с передним и задним фланцами и встроенный в него холодильник, имеющий теплопередающие каналы для циркуляции в них и в полости ротора перекачиваемой среды и теплоснимающие каналы, отличающийся тем, что насос снабжен трубными досками, крышками со встроенными в них штуцерами для подвода и отвода охлаждающей среды и кожухом тороидальной формы, одна половина которого выполнена заодно с задним фланцем корпуса, а вторая соединена с первой, теплоснимающие каналы холодильника образованы пучком кольцеобразных труб, размещенных в кожухе с образованием между ними теплопередающих каналов, в кожухе и заднем фланце корпуса выполнена выемка, в месте расположения которой установлены трубные доски, кольцеобразные трубы концами приварены к доскам, а последние соединены с кожухом и крышками с возможностью сообщения труб со штуцерами.