[发明专利]一种核电系统及其余热排出泵

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种余热排出泵。此外，本发明还涉及了一种包括上述余热排出泵的核电系统。

背景技术

余热排出泵是核二级泵之一，是保证核电站安全的重要设备之一。主要由叶轮、导叶和蜗壳等主要过流元件组成。其中，蜗壳起着收集导叶流出的液体并将加压后的液体通过管道排出的作用，通常由于导叶内部的流速过高，蜗壳能够起到一定的升压作用。

现有的设计中，考虑到泵壳的力学性能，往往将泵壳设计成对称型的，蜗壳设计成筒状而在周向截面不变，排出筒与蜗壳采用垂直连接。

然而，在现有的设计方法中水流在蜗壳和排出筒中的流动呈现出非常紊乱的状态。在蜗壳周向上的流动速度变化非常大，造成压力的不均匀，在排出筒进口之后的部分，流动分离现象更为严重，通常会出现一个大的漩涡占据了流道的大部分面积，从而对主流形成了堵塞，加速主流的同时耗散了大量的能量，同时压力的不均匀性也影响了泵壳的受力均匀性。这种流体的非稳定流动和受力的不均匀性不仅使泵壳的受力出现脉动和严重的不对称性，更加大了泵壳的振动，同时也使泵的水力性能大大下降。

因此，如何降低蜗壳和排出筒内的流动损失，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种余热排出泵，该余热排出泵降低了蜗壳和排出泵内的流动损失，具有较高的水利性能。本发明的另一目的是提供一种包括上述余热排出泵的核电系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种余热排出泵，包括泵体、安装于所述泵体内的导叶和与所述导叶的出口连接的蜗壳，所述蜗壳的流道截面由所述蜗壳的入口至所述蜗壳的出口逐渐增大，所述蜗壳的出口与排出筒连通，所述排出筒为具有锥度的筒，所述排出筒的截面由所述排出筒的入口至所述排出筒的出口逐渐增大；所述排出筒的轴线与所述蜗壳的出口处主流向的夹角范围为10°至60°。

优选地，沿所述蜗壳内的主流向，所述流道截面的面积增大倍数的范围为1.02至1.05。

优选地，沿所述蜗壳内的主流向，所述面积增大倍数恒定。

优选地，沿所述蜗壳内的主流向，所述面积增大倍数为1.03。

优选地，所述排出筒的轴线与所述蜗壳的出口处主流向的夹角为30°。

优选地，所述排出筒与所述蜗壳的出口的连接面为平滑过渡曲面。

优选地，所述流道截面为圆形流道截面或椭圆形流道截面。

一种核电系统，包括余热排出泵，所述余热排出泵为如上述任意一项所述的余热排出泵。

本发明提供的余热排出泵中，蜗壳的流道截面由蜗壳的入口至蜗壳的出口逐渐增大，蜗壳的出口设置有与蜗壳出口连通的排出筒，排出筒的筒径为扩张型，排出筒的轴线与蜗壳的出口处主流向的夹角范围为10°至60°。本发明将蜗壳截面设置为由入口至出口不断增大的变截面结构，通过蜗壳截面的增大可以使进入蜗壳的流体流速降低，一定程度上的扩大了流体的压力，保证了蜗壳内部流体流动的均匀性；在此基础上，将排出筒的轴线设置与蜗壳出口的主流向夹角范围为10°至60°，可以避免蜗壳出口的流体在进入排出筒时造成流动的紊乱和分离，保证了流动的顺畅。本发明将流体的脉动降低，同时消除由于流体漩涡运动造成的流动损失，由此，泵壳受力得到改善，泵的水力效率也可以明显提高。本发明还提供了一种包括上述余热排出泵的核电系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供余热排出泵具体实施例的纵向剖面图；

图2为本发明所提供余热排出泵具体实施例中蜗壳和排出筒的结构示意图。

其中，1为叶轮，2为导叶，3为出口段，4为蜗壳，5为进口段，6为排出筒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种余热排出泵，该余热排出泵降低了蜗壳和排出筒内的流动损失，具有较高的水利性能。本发明另一核心使提供一种包括上述余热排出泵的核电系统。