ГЛАВНЫЙ НАСОС ДЛЯ ПОДАЧИ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ Российский патент 2012 года по МПК F04D29/62 F04D13/06 

Настоящее изобретение относится к сборочному узлу "электродвигатель-насос", в частности, к главному насосу для подачи охлаждающей жидкости, который состоит из корпуса ротационного насоса с расположенным в нем средством перекачки, теплоизолирующего элемента, элемента, представляющего собой электродвигатель, который приводит в действие средство перекачки, и соединительных элементов, передающих усилие, которые расположены между фланцем корпуса, которым снабжен корпус ротационного насоса, и фланцем элемента, представляющего собой электродвигатель.

Такие главные насосы для подачи охлаждающей жидкости, сконструированные как сборочные узлы "электродвигатель-насос", состоят из стойкого к давлению корпуса с объединенными с ним в единое целое всасывающими соединительными патрубками и выпускными соединительными патрубками, которые прочно и герметично приварены к трубопроводам. Со стороны нагнетания корпус имеет отверстие для помещения в него вставного элемента, состоящего из средства перекачки в виде сварной конструкции и направляющего устройства, а также теплоизолирующего элемента и элемента, представляющего собой электродвигатель. Корпус закрыт посредством прижатой крышки на теплоизолирующем элементе, с которым соединен электродвигатель электрического привода, для уменьшения теплового потока от горячих деталей насоса, чтобы элемент, представляющий собой электродвигатель, оставался холодным. Эти элементы скреплены друг с другом посредством стяжек, которые ввинчены во фланец корпуса и проходят через теплоизолирующий элемент или мимо него. Кроме того, они проходят насквозь через фланец электродвигателя и вызывают то, что на дальней от насоса стороне фланца электродвигателя сборочный узел "электродвигатель-насос" является скрепленным с ними при помощью элементов в виде упирающихся в них гаек. Такие главные насосы для подачи охлаждающей жидкости устанавливают на электростанции как вертикально, так и горизонтально. Вертикальная схема расположения, предпочтительно непосредственно под парогенератором, позволяет обеспечивать рентабельное производство для этого узла электростанции. К тому же, вследствие размещения под парогенератором объем этой конструкции в электростанции существенно уменьшен.

Для улучшения бесперебойности работы электростанции свои преимущества доказал такой тип конструкции сборочного узла "электродвигатель-насос", в котором в случае технического обслуживания или ремонта соединение между корпусом и элементом, представляющим собой электродвигатель, является открытым, и электродвигатель, выполненный в виде вставного элемента, вместе с теплоизолирующим элементом и элементом, представляющим собой ротационный насос, и с любой арматурой в корпусе, вытаскивают из корпуса как единый узел и демонтируют для технического обслуживания и осмотра.

Что касается электростанций большой мощности с мощностью генерации свыше 800 мегаватт, которые предусмотрены в качестве стандартных электростанций по соображениям стоимости, то пространство для демонтажа насоса часто является очень ограниченным. Следовательно, задачей, которая лежит в основе настоящего изобретения, является создание для такого большого главного насоса для подачи охлаждающей жидкости такой конструкции, которая в условиях ограниченного пространства для монтажа обеспечивает быстрый и надежный монтаж или демонтаж для любого осмотра или ремонта.

Для решения этой проблемы предложен фланец корпуса, который, по меньшей мере, на половине окружности снабжен гнездами для размещения в них головок болтов соединительного средства, которые удерживаются в них способом, подобным способу байонетного соединения.

Эти головки болтов составляют одно целое с соединительным средством, действуя в качестве стяжек между ротационным насосом и электродвигателем. Таким образом, после уменьшения сил предварительного напряжения, имеющихся в соединительных элементах, и после полного или частичного удаления соответствующих гаек, при помощи которых прикладывают силы предварительного напряжения, соединение может быть разъединено просто путем поворота головок болтов, удерживаемых способом, подобным способу байонетного соединения. Это соединительное средство может быть затем извлечено вместе с вставной частью из сборочного узла "электродвигатель-насос". В том случае, когда соединительное средство размещено, по меньшей мере, на половине окружности, вставная часть, вытаскиваемая из корпуса в осевом направлении, может быть легко извлечена путем ее подъема вверх или опускания вниз или может быть легко извлечена сбоку, в зависимости от места установки. Это техническое решение предотвращает случайное заклинивание таких соединений в случае неправильной установки из-за материалов, которыми обычно являются стали, полученные дуплекс-процессом, используемым в таких главных насосах для подачи охлаждающей жидкости.

В усовершенствованиях настоящего изобретения гнезда снабжены поверхностями с фиксаторами, фиксирующими надлежащее положение, которые удерживают головки болтов в монтажном положении и, следовательно, обеспечивают надежную установку в монтажное положение. Головки болтов, не снабженные фиксаторами, не могут быть жестко зафиксированы.

Гнезда встроены непосредственно в фланец корпуса при помощи металлорежущего оборудования или же они выполнены в виде отдельных деталей и вставлены во фланец. Этот тип конструкции зависит от имеющегося производственного оборудования или от сил, которые должны поглощаться. Было доказано, что такая конструкция имеет преимущество для обеспечения жесткости фланца корпуса, поскольку гнезда вставлены во фланец корпуса со стороны электродвигателя и удерживаются в нем, будучи зафиксированными в надлежащем положении. Наличие отдельных деталей обеспечивает преимущество точной механической обработки и механической обработки в плоскости для обеспечения того, чтобы несущие нагрузку поверхности Т-образных головок, состоящих из двух частей или из множества частей, одновременно несли нагрузку в осевом направлении.

Согласно другим усовершенствованиям, между установленными головками болтов и фланцем корпуса расположено одно или большее количество средств крепления. Эти средства крепления выполнены таким образом, что функционирование средства крепления обеспечено только в случае правильно вставленной головки болта. Средства крепления зафиксированы или могут быть прикреплены только тогда, когда несущие нагрузку поверхности головок болтов и гнезд полностью опираются одна на другую. Также было подтверждено, что такая конструкция имеет преимущество, поскольку головки болтов выполнены в виде Т-образных головок, по меньшей мере, с двумя лапками. Таким образом, в таком соединении могут быть реализованы поверхности, несущие максимальную нагрузку.

Минимальный размер конструкции может быть достигнут в том случае, если в случае Т-образных головок с двумя лапками пазы, расположенные в гнездах, которые предназначены для прохождения сквозь них Т-образных головок, расположены по касательной относительно окружности фланца. К тому же, в зависимости от характера и величины передаваемых усилий и при условии наличия свободного места на фланце корпуса насоса, также могут быть использованы головки болтов с множеством лапок. В случае нечетного числа лапок большинство лапок должно быть обращено к оси вращения сборочного узла "электродвигатель-насос".

Приведенные в качестве примера варианты осуществления настоящего изобретения проиллюстрированы на чертежах, и их более подробное описание приведено ниже. На чертежах изображено следующее:

на Фиг.1 показан сборочный узел "электродвигатель-насос", соединенный с парогенератором;

на Фиг.2 показан сборочный узел "электродвигатель-насос" в разрезе; и

на Фиг.3 и Фиг.4 показаны подробности схемы расположения болтов с Т-образными головками.

На Фиг.1 показан сборочный узел 1 "электродвигатель-насос", который, будучи подвешенным под вертикально установленным парогенератором 2, приварен к соответствующим соединительным трубопроводам контура циркуляции охлаждающей жидкости охладителя. Таким образом, циркулирующая среда первичного контура, имеющаяся в парогенераторе 2, проходит по кратчайшему пути через впускной трубопровод 3 напрямую к главному насосу 1 для подачи охлаждающей жидкости и подается далее на при помощи крыльчатки этого насоса. Все трубопроводы контура циркуляции охлаждающей жидкости приварены к корпусу 4, а элемент 5, представляющий собой электродвигатель, и теплоизолирующий элемент 6 прикреплены к фланцу 8 корпуса в виде узла, вставляемого в корпус 4 главного насоса 1 для подачи охлаждающей жидкости, при помощи соединительного средства 7.

На Фиг.2 показан такой главный насос для подачи охлаждающей жидкости в разрезе. В случае проведения технического обслуживания, ремонта или осмотра гайки 9 соединительных средств 7, которые обычно выполнены в виде нарезных болтов, отворачивают, и элемент 5, представляющий собой электродвигатель, который снабжен фланцем 21, вытаскивают из корпуса 4 вместе с теплоизолирующим элементом 6, прикрепленным вблизи насоса, с крыльчаткой 10 насоса и с направляющей поток вставкой 11 в корпус.

Для обеспечения возможности монтажа и подъема за короткое время в условиях ограниченного пространства соединительные средства 7, расположенные, по меньшей мере, на половине фланца 8 корпуса, могут быть сняты с фланца 8 корпуса простым способом. Таким образом, насосную вставку, выполненную в виде картриджа или вставки и состоящую из элемента 5, представляющего собой электродвигатель, теплоизолирующего элемента 6 и крыльчатки 10, необходимо вытаскивать только до уровня фланца 8 корпуса, которым снабжен корпус 4. После этого вся вставка насоса может быть извлечена путем ее подъема или наклона вбок через область, освобожденную от соединительных средств 7. В случае использования сталей, полученных дуплекс-процессом, в таких главных насосах 1 для подачи охлаждающей жидкости винтовые соединения, как известно, имеют тенденцию к очень быстрому заклиниванию, если они используются или установлены неправильно или в спешке. Таким образом, когда условия монтажа или условия работы являются сложными, то винтовое соединение создает риск, который не следует недооценивать.

На Фиг.3 проиллюстрирован вариант, предотвращающий этот риск, в котором предусмотрено использование соединительных средств 7 с головками 13 болтов, удерживаемыми в гнездах 12 способом, подобным способу байонетного соединения. На Фиг.3 на виде снизу показан фрагмент прозрачного изображения фланца 8 корпуса, в который установлена головка 13 болта соединительного средства 7, выполненного здесь в виде болта с Т-образной головкой. Для большей ясности на чертеже проиллюстрированы только три из множества устанавливаемых соединительных средств 7.

Во фланце 8 корпуса расположены гнезда 12, имеющие паз 14 для проведения через него соответствующей ему Т-образной головки 15 соединительного средства 7, выполненного в виде болта с Т-образной головкой. Такие гнезда 12 могут быть выфрезерованы известным способом обработки резанием в твердом и высокопрочном фланце 8 корпуса. В каждом случае имеется свободное пространство 16, расположенное во фланце 8 корпуса и позади пазов 14 гнезд 12. Оно имеет такой размер, что в нем возможно вращение головки 13 болта или Т-образной головки 15. Аналогичным образом, возможно сконструировать гнезда 12 в виде независимых деталей, которые закреплены в соответствующих установочных местах фланца 8 корпуса, например завинчены в соответствующие резьбовые отверстия.

Для обеспечения малого объема конструкции продольная ось пазов 14, через которые проводят Т-образные головки 15, расположены по касательной относительно окружности фланца корпуса. Таким образом, в частности, в случае Т-образных головок с двумя лапками монтаж может производиться тогда, когда лапки Т-образной головки ориентированы, приблизительно, параллельно окружности.

На приведенной здесь левой иллюстрации из всего трех иллюстраций показана Т-образная головка 15 перед введением в гнездо 12. На соседней иллюстрации справа от нее показана Т-образная головка 15, которая полностью проведена через паз 14 гнезда 12 и опирается на нижнюю поверхность 17 в свободном пространстве 16. После поворота Т-образной головки 15, в данном случае на 90 градусов, она является зафиксированной ее опорными поверхностями на поверхностях с фиксатором, которыми снабжено гнездо 12, что предотвращает ее вращение.

Для фиксации в надлежащем положении соединительных средств 7, которые находятся в положении, обеспечивающем передачу усилия, средство 18 крепления вталкивают снаружи через небольшое отверстие во фланце 8 корпуса и закрепляют там. Такое средство крепления может быть установлено только в том случае, когда каждая Т-образная головка 15 надежно опирается на поверхности с фиксатором ее гнезда 12. В показанном здесь варианте осуществления изобретения, который приведен в качестве примера, средство крепления проиллюстрировано как серийно выпускаемый винт с шестигранным отверстием в головке или винт с внутренним шестигранником. Также может быть выбрано аналогичное средство.

На Фиг.4 показан другой вид прозрачной иллюстрации согласно Фиг.3, здесь фланец 8 корпуса и устанавливаемые в нем соединительные средства 7 показаны на виде сверху.

На левой иллюстрации показан вид гнезда 12 с расположенными в нем поверхностями 19 с фиксатором и Т-образная головка 15 перед ее введением. Ясно видно средство 20, представляющее собой фиксатор, которое проиллюстрировано здесь как элементы в виде полос. Это средство, представляющее собой фиксатор, также может быть выполнено в виде точечных возвышений или углублений. Было подтверждено, что их встраивание в один из компонентов в виде единого целого с ним имеет преимущество, поскольку они не могут быть утеряны во время монтажа или демонтажа.

Т-образная головка 15, изображенная посредине, проиллюстрирована во введенном состоянии, в котором она опирается на нижнюю поверхность 17 свободного пространства 16, и перед ее вращением. Свободное пространство 16 имеет некоторое пространство в осевом направлении, размер которого позволяет поворачивать Т-образную головку 15 над средством 20, представляющим собой фиксатор.

Т-образная головка 15, изображенная здесь справа, показана в защелкнутом и зафиксированном состоянии. На этом виде Т-образная головка полностью лежит на поверхностях 19 с фиксаторами, и когда винтовое соединение замыкают в результате затягивания гаек 9, что проиллюстрировано на Фиг.2, средство 20, представляющее собой фиксатор, предотвращает вращение соединительного средства 7.

В показанном посередине состоянии соединительного средства, оснащенного Т-образной головкой 15, монтаж средства 18 крепления невозможен. Т-образная головка заграждает путь для средства 18 крепления. Средство 18 крепления может быть полностью установлено во фланце корпуса через свободное пространство между верхней стороной Т-образной головки 15 и нижней поверхностью 17 из свободного пространства 16 только тогда, когда Т-образная головка 15 дошла в гнезде 12 до своего положения, обеспечивающего передачу усилия, которое, следовательно, является несколько более низким положением. Высота этого свободного пространства для прохождения через него средства крепления соответствует, по меньшей мере, высоте средства 20, представляющего собой фиксатор, над поверхностью 19 с фиксатором.

В противном случае, если средство 18 крепления установлено до того, как вставлена Т-образная головка 15, Т-образная головка 15 не может быть полностью продвинута в свободное пространство 16. Следовательно, она также не может быть повернута в положение, обеспечивающее передачу усилия. Это обеспечивает, что фрикционный контакт не может быть создан при затягивании гайки 9, опирающейся на фланец 21 элемента 5, представляющего собой электродвигатель, или соединительного средства 7.

ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ НОМЕРОВ ПОЗИЦИЙ НА ЧЕРТЕЖАХ

1 - Сборочный узел "электродвигатель-насос", главный насос для подачи охлаждающей жидкости

2 - Парогенератор

3 - Впускные трубопроводы

4 - Корпус

5 - Элемент, представляющий собой электродвигатель

6 - Теплоизолирующий элемент

7 - Соединительное средство

8 - Фланец корпуса

9 - Гайки

10 - Крыльчатка насоса

11 - Вставка в корпус

12 - Гнезда

13 - Головка болта

14 - Паз

15 - Т-образная головка

16 - Свободное пространство

17 - Нижняя поверхность

18 - Средство крепления

19 - Поверхности с фиксаторами

20 - Средство, представляющее собой фиксатор

21 - Фланец элемента, представляющего собой электродвигатель

Изобретение относится к сборочному узлу 1 "электродвигатель-насос", которым, в частности, является главный насос для подачи охлаждающей жидкости, состоящий из корпуса 4 центробежного насоса с расположенным в нем средством перекачки, теплоизолирующего элемента 6, элемента 5, представляющего собой электродвигатель, который приводит в действие средство перекачки, и соединительных элементов 7, передающих усилие, между фланцем 8 корпуса 4 центробежного насоса и фланцем 21 элемента 5, представляющего собой электродвигатель. Для более быстрой и надежной сборки и разборки фланец 8 корпуса, по меньшей мере, на половине окружности снабжен гнездами для размещения головок болтов соединительного средства 7. Головки болтов удерживаются в упомянутых гнездах способом, подобным способу байонетного соединения. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Сборочный узел (1) "электродвигатель-насос", которым, в частности, является главный насос для подачи охлаждающей жидкости, состоящий из корпуса (4) ротационного насоса с расположенным в нем средством перекачки, теплоизолирующего элемента (6), элемента (5), представляющего собой электродвигатель, который приводит в действие средство перекачки, и соединительных элементов (7), передающих усилие, между фланцем (8) корпуса, которым снабжен корпус (4) ротационного насоса, и фланцем (21) элемента (5), представляющего собой электродвигатель, отличающийся тем, что фланец (8) корпуса, по меньшей мере, на половине окружности снабжен гнездами (12) для размещения головок (13, 15) болтов соединительного средства (7), удерживаемых в них способом, подобным способу байонетного соединения.

2. Сборочный узел "электродвигатель-насос" по п.1, отличающийся тем, что гнезда (12) снабжены поверхностями (19) с фиксаторами, обеспечивающими фиксацию заданного положения, которые удерживают головки (13, 15) болтов в монтажном положении.

3. Сборочный узел "электродвигатель-насос" по п.1 или 2, отличающийся тем, что гнезда (12) выполнены в виде отдельных деталей.

4. Сборочный узел "электродвигатель-насос" по п.3, отличающийся тем, что гнезда (12) вставлены от стороны электродвигателя во фланец корпуса (8) и удерживаются в нем, будучи закрепленными в надлежащем положении.

5. Сборочный узел "электродвигатель-насос" по любому одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что между установленными головками (13, 15) болтов и фланцем (8) корпуса расположено одно или большее количество средств (18) крепления.

6. Сборочный узел "электродвигатель-насос" по любому одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что головки (13, 15) болтов выполнены в виде Т-образных головок (15), по меньшей мере, с двумя лапками или с множеством лапок.

7. Сборочный узел "электродвигатель-насос" по любому одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в случае Т-образных головок (15) с двумя лапками пазы (14), расположенные в гнездах (12), для проведения через них Т-образных головок (15) расположены по касательной относительно окружности фланца (8) корпуса.