广一水泵丨剖析给水泵主体结构设计

现有临界机组锅炉给水泵设计采用双壳体全抽芯包式筒型结构，叶轮同向布置，内壳为多级节段式。从驱动端向泵看，泵为顺时针方向旋转。广一水泵主体结构见图1所示，主要由以下部分组成：

一、定子结构

定子部分主要包括外壳体、中段、导叶、密封环、导叶套、节流衬套、大端盖、吐出密封箱等。外壳体是泵主压力边界的一部分，通过其上的进、出口管与系统的管路联接起来，水平中心线位置的支撑处被支撑在型钢结构的泵座上。内壳部件是内部承压部件，与外壳部件一起构成泵的主压力边界，主要由中段、导叶、大端盖等组成，都选用抗冲刷耐腐蚀性能优良的不锈钢材料。

为保证承压件的可靠性，http://.设计时利用计算机软件对外壳体、内壳等承压零件进行强度计算并在组装前试压。定子零件中与叶轮相配合的密封环、导叶套材料选用抗咬合材料。

泵脚支承面设计在筒体水平中心线上，确保高温膨胀时，泵转子中心不变。泵的轴向热膨胀由特殊设计的热膨胀补偿结构来避免内、外壳热膨胀不一致引起的螺栓断裂及振动，确保高压密封的可靠性，实现泵平稳运行。

二、转子结构

泵的转子部分由轴、轴套、叶轮、平衡鼓、推力盘等组成。叶轮是广一管道泵的核心零件，起着为流体加压、转换能量的作用。泵的流量、扬程、效率、抗汽蚀性能和特性曲线的形状等均与叶轮的水力设计有重要关系。超临界机组锅炉给水泵的叶轮热装在轴上，使整个转子具有更好的刚度。叶轮朝向泵吸入端方向顺序排列。叶轮采用铬不锈钢精密铸件，流道具有良好的表面光洁度和极好的强度，形成高精度的叶型并具有高重复性。

泵转子设计为刚性转子，有极高的机械可靠性，发生超标准振动或内部接触风险的可能性非常小。http://.刚性转子的设计特点是：

(1)液体中的{zd1}临界转速超过{zd0}运行转速的130%以上；

(2)即使泵内部运行间隙磨损到设计值的两倍时，液体中的{zd1}临界转速也不会降低至{zd0}转速的120%。

三、轴向力平衡装置

轴向力平衡装置是影响给水泵可靠性的关键部件之一，超临界机组给水泵采用双平衡鼓+推力轴承结构。由双平衡鼓承担90〜95%的轴向力，残余部分的轴向力由推力轴承承担。双平衡鼓平衡机构见图2所示。

四、轴封和壳体密封

轴封装置采用自循环机械密封，利用泵内给水冷却后冲洗机械密封动、静摩擦副。外接热交换器和磁性过滤器系统，并在泵内设置内置冷却器，充分冷却机械密封动、静摩擦副部位，提高密封可靠性，延长机械密封使用寿命。

泵内、外壳体之间的密封采用石墨环密封，由于泵内介质压力高达32MPa，温度180°C，采用传统的橡胶、缠绕垫密封无法满足高温高压的要求，石墨是碳的一种结晶状态，具有耐高温、耐腐蚀、导热好、压缩回弹性好等优点，用于超临界机组给水泵密封，其效果理想。

五、轴承、泵座及辅助管路系统

轴承根据所承受载荷，广一水泵厂选用径向滑动轴承+推力轴承的结构型式，径向轴承为圆柱型四油楔轴承，承受径向载荷；推力轴承为推力可倾瓦块式，承受残余轴向力。润滑油来自小汽轮机润滑油系统。

泵座设计成型钢焊接结构型式，具有良好的刚性和承载能力，以增加泵运行的稳定性。

泵组的管路系统包括润滑油进油、回油管路和密封进水、回水管路及冷却进水、回水管路。管路在出厂前配装好，留出两侧接口，方便现场安装。

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