[发明专利]核电站反应堆冷却剂泵用机械密封装置

说明书

本发明提供一种核电站反应堆冷却剂泵用机械密封装置，由三级结构相同的机械密封串联装压而成，机械密封包括密封组件、轴套、腔体和弹簧座，密封组件包括动环、静环、与动环连接的动环座、与静环连接的静环座、动环卡环和静环卡环，其中，动环卡环的外侧面上设有螺旋泵效结构。本发明改善了密封组件附近介质的流动情况，避免了密封组件升温过大，降低了密封端面的磨损，延长了使用寿命。

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站反应堆冷却剂泵用机械密封装置。

背景技术

反应堆冷却剂泵是核电站一回路主系统中唯一连续运转的设备，是核电站的心脏，为了确保核电站的安全和环保问题，反应堆冷却剂泵应该满足泄漏量最小、运转可靠性最高的要求。

反应堆冷却剂泵流体动压三级机械密封装置是反应堆冷却剂泵结构中最为核心的重要组成部分，直接关系核主泵在核电站中能否安全、可靠运行。如果密封发生泄漏，将直接导致反应堆停堆，给核电站带来巨大的经济损失，严重时还会造成环境辐射污染。近年随着核电技术的大力发展，大量核电设备的相关技术都渐趋成熟，而主泵及其轴封仍然存在一些难以解决的问题，已成为核电技术发展的瓶颈。

目前现有的反应堆冷却剂泵流体动压三级机械密封装置由三级结构相同的机械密封串联装压而成，机械密封中密封组件安装在轴套上，腔体安装在密封组件外部并由弹簧座压紧，相邻机械密封的轴套相互连接，通过两端夹持轴套形式将电机扭矩传递给轴封，将来自上充泵的高压注入水通过四个节流器逐级降压。

请参照图1所示，现有密封组件包括动环101、动环内支撑环102和动环外支撑环103、静环104、静环外支撑环105、动环卡环106、动环座107、静环卡环108和静环座109，其中，动环卡环106的外侧面为平滑平面，这样的结构会导致机械密封在正常工作时，密封组件附近空间狭小介质流动不畅，因此不利于密封组件冷却和散热，密封组件温升较大，影响机械密封的性能和可靠性。

请参照图2所示，其中，轴套40和联轴器50是通过直接夹紧的方式进行连接的，但这种传动方式的机械密封无法应用于不同类型的反应堆主泵，因此需要做进一步的改进。此外这种机械密封在施加静压条件下会存在少量泄露；，当反应堆处于反应堆冷却剂泵停机且转子不转时，需要依靠外部一定的氮气进行密封，反应堆冷却剂的防泄漏是通过移动环和停车密封环80之间的O形圈来实现的，因此在停车时，必须使用停车密封环80，这就增加了装置整体的复杂度，降低了运行可靠性。

目前轴封的结构会使介质作用于轴封上时产生较大的轴向力，增大轴承载荷，影响主泵的性能，并且密封环座本身也承受较大的支反力，导致密封环座产生较大变形，影响密封性能。在正常工作状态下，冷却水温度较低，当介质温度上升，各级机械密封的轴套和腔体会产生较大的热膨胀，使机械密封的轴向位置发生变化，严重时密封会失去定位，导致密封失效。

有鉴于此，确有必要提供一种具有良好密封性能并可适用于不同反应堆主泵的核电站反应堆冷却剂泵用机械密封装置。

发明内容

本发明的发明目的在于：提供一种具有良好密封性能并可适用于不同反应堆主泵的核电站反应堆冷却剂泵用机械密封装置。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站反应堆冷却剂泵用机械密封装置，由三级结构相同的机械密封串联装压而成，所述机械密封包括密封组件、轴套、腔体和弹簧座，所述密封组件包括动环、静环、与动环连接的动环座、与静环连接的静环座、动环卡环和静环卡环，其中，所述动环卡环的外侧面上设有螺旋泵效结构。

作为本发明核电站反应堆冷却剂泵用机械密封装置的一种改进，所述动环与动环座贴合的端面为高精度平面。

作为本发明核电站反应堆冷却剂泵用机械密封装置的一种改进，所述静环与动环贴合的密封面上设有波度浅槽结构。