Насос для подачи жидкометаллического теплоносителя

 

Изобретение относится к области ядерной энергетики. Насос для подачи жидкометаллического теплоносителя содержит корпус, рабочее колесо, закрепленное на валу, соединенном с приводом и установленном со щелевым зазором с невращающимися узлами, а также отверстие перелива теплоносителя. Для предотвращения поступления жидкого металла в щелевое уплотнение вала на валу выше отверстия перелива жидкометаллического теплоносителя установлено защитное колесо, выполненное в виде диска с радиальными лопатками. Нижние кромки лопаток наклонены к свободному уровню теплоносителя так, что зазор между лопатками и уровнем теплоносителя уменьшается от центра к периферии. Изобретение направлено на предотвращение попадания и последующего застывания металла в щелевом зазоре, узле уплотнения и подшипниковых узлах насоса . 1 ил.

Изобретение относится к области ядерной энергетики.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является насос для подачи жидкометаллического теплоносителя, содержащий корпус, рабочее колесо, закрепленное на валу, соединенном с приводом и установленном со щелевым зазором с невращающимися узлами, а также отверстие перелива теплоносителя, причем на валу, выше отверстия перелива жидкометаллического теплоносителя, установлено защитное колесо (DE 19541093 А1, кл. F 04 D 7/06, опубл. 07.05.1997).

Недостатком известного насоса является то, что при аварийном повышении уровня жидкого металла при проскоке газового или парового пузыря, аварийной перепитке контура теплоносителем или др., возможно поступление металла в щелевой зазор и застывание металла в нем или заброс металла в узел уплотнения вала по газу или в подшипниковые узлы качения. Жидкий металл застывает и запуск насоса после останова либо невозможен, либо затруднен, и следующая длительная работа насоса невозможна.

Для перелива жидкометаллического теплоносителя из объема газовой полости насоса к ней подключают патрубок, сообщающийся с объемом буферной емкости (компенсатором объема контура) либо сообщающийся со всасом насоса, и устанавливают защитное колесо. Однако в динамике, при достаточно быстром подъеме уровня жидкого металла, последний поступает в щелевой зазор и, как правило, там застывает, несмотря на противодействие защитного колеса, конструкция которого не всегда позволяет создать требуемый противонапор.

Решаемая задача - совершенствование конструкции насоса.

Технический результат - исключение во всех случаях при вращении вала насоса поступления жидкометаллического теплоносителя в верхнюю часть газовой полости насоса, в щелевой зазор между валом и неподвижными элементами насоса и далее.

Этот технический результат достигается тем, что в насосе, содержащем корпус, рабочее колесо, закрепленное на валу, соединенном с приводом и установленном со щелевым зазором с невращающимися узлами, а также отверстие перелива теплоносителя, причем на валу выше отверстия перелива жидкометаллического теплоносителя установлено защитное колесо, согласно изобретению защитное колесо выполнено в виде диска с радиальными лопатками, нижние кромки которых наклонены к свободному уровню теплоносителя так, что зазор между лопатками и уровнем теплоносителя уменьшается от центра к периферии.

На чертеже изображен насос в разрезе.

Предлагаемый насос для подачи жидкометаллического теплоносителя содержит: корпус 1, рабочее колесо 2, закрепленное на валу 3, соединенном с приводом 4 и установленном со щелевым зазором 5 с невращающимися узлами, отверстие 6 перелива теплоносителя.

Для надежного предотвращения поступления жидкого металла в щелевое уплотнение вала 3 на валу выше отверстия 6 перелива жидкометаллического теплоносителя установлено защитное колесо 7, выполненное в виде диска с радиальными лопатками 8, нижние кромки 9 которых наклонены к свободному уровню теплоносителя так, что зазор между лопатками 8 и уровнем теплоносителя уменьшается от центра к периферии.

При подъеме уровня жидкого металла вначале периферийная, а затем и центральная область жидкого металла приобретают вращательное движение. За счет центробежных сил интенсифицируется поступление жидкого металла в отверстие 6 патрубка перелива. Наряду с этим возникает циркуляция жидкого металла в камере, ограниченной сверху диском защитного колеса 7 с лопатками 8. В верхней части данной камеры возникает движение жидкого металла от центра к периферии, потом вниз, затем в центр и подъем вверх. Тем самым подъем свободного уровня к щелевому зазору 5 “запирается”. В данном случае реализуется работа центробежного защитного колеса 7, которое, как известно из теории лопастных гидромашин, среди прочих лопастных устройств при равных габаритах и скоростях вращения развивает наибольший напор и является наиболее изученным устройством.

Формула изобретения

Насос для подачи жидкометаллического теплоносителя, содержащий корпус, рабочее колесо, закрепленное на валу, соединенном с приводом и установленном со щелевым зазором с невращающимися узлами, а также отверстие перелива теплоносителя, причем на валу, выше отверстия перелива жидкометаллического теплоносителя, установлено защитное колесо, отличающийся тем, что защитное колесо выполнено в виде диска с радиальными лопатками, нижние кромки которых наклонены к свободному уровню теплоносителя так, что зазор между лопатками и уровнем теплоносителя уменьшается от центра к периферии.

РИСУНКИ

Рисунок 1