對反應(yīng)堆冷卻劑泵進行應(yīng)急軸封的方法及軸封組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種對反應(yīng)堆冷卻劑泵進行應(yīng)急軸封的方法及軸封組件，所述方法包括：在第一密封組件中設(shè)置非能動停車密封件，在正常運行工況下，非能動停車密封件形成開口，不影響第一密封組件利用流體靜壓形成的液膜來防止反應(yīng)堆冷卻劑沿泵軸泄漏；在全廠斷電工況下，非能動停車密封件感應(yīng)到流入第一密封組件內(nèi)的高溫流體后，閉合并抱緊反應(yīng)堆冷卻劑泵的泵軸，阻塞第一密封組件與反應(yīng)堆冷卻劑泵泵軸之間的縫隙，阻止反應(yīng)堆冷卻劑沿泵軸泄漏。本發(fā)明有效解決了全廠斷電工況下主泵軸封泄漏問題，降低了核電廠的堆芯損壞概率。
【專利說明】對反應(yīng)堆冷卻劑泵進行應(yīng)急軸封的方法及軸封組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核電領(lǐng)域，尤其涉及一種對反應(yīng)堆冷卻劑泵進行應(yīng)急軸封的方法及軸封組件。
【背景技術(shù)】
[0002]在壓水堆核電廠中，通常將反應(yīng)堆冷卻劑泵稱為主泵。流體靜壓軸封型核主泵是由三相感應(yīng)式電動機驅(qū)動的單級、單吸、立式混流泵。圖1是典型的二代及其改進型核電廠主泵的結(jié)構(gòu)示意圖，該主泵從上之下依次由電動機、軸封組件和水力部件組成。反應(yīng)堆冷卻劑泵的軸(簡稱泵軸)貫穿整個泵的中心。反應(yīng)堆冷卻劑以流體形式由一個裝在泵軸下端的葉輪來泵送，冷卻劑通過泵殼底部吸入，向上流過葉輪，然后通過導(dǎo)葉和泵殼體側(cè)面的一個出口接管排出。
[0003]圖2和3分別是圖1所示主泵中的靜壓軸封組件以及第一密封組件的結(jié)構(gòu)示意圖，軸封組件采用三級軸封，從下至上分別為第一密封組件(也稱為I號密封)、第二密封組件(也稱為2號密封)和第三密封組件(也稱為3號密封)。在正常運行工況下，其第一密封組件的冷卻由化學(xué)及容積控制系統(tǒng)(Chemical and Volume Control System,簡稱RCV)提供的注入水來保障。在全廠斷電工況(Station Black Out,簡稱SB0)下,RCV系統(tǒng)功能喪失，無法為主泵中的軸封組件提供正常冷卻，同時設(shè)備冷卻水系統(tǒng)(Equipment Cooling WaterSystem，簡稱RRI)的功能也喪失，無法為主泵中的軸封組件提供備用冷卻。此時，一回路的高溫流體很快威脅到主泵的軸封組件，其熱應(yīng)力可能使主泵軸封功能喪失，從而破壞一回路壓力邊界。
[0004]如圖4所示，現(xiàn)有技術(shù)中，通常利用應(yīng)急軸封注入來解決SBO工況下的主泵軸封完整性問題。在SBO發(fā)生后，水壓試驗泵柴油發(fā)電機組向一回路水壓試驗泵RIS011P0供電。在應(yīng)急情況下，接到啟動指令后，水壓試驗泵柴油發(fā)電機組在2分鐘內(nèi)投入，以保證水壓試驗泵向主泵軸封組件應(yīng)急注水，維持第一密封組件處的冷卻及潤滑，同時將高溫高壓反應(yīng)堆冷卻劑限制在第一密封組件下游，保證第一密封組件處的溫度在其運行要求的范圍內(nèi)，防止主泵軸封組件發(fā)生破口事故(Loss of Coolant Accident,簡稱L0CA),從而保證一回路壓力邊界的完整性。
[0005]但是，目前二代及改進型核電廠多為雙堆布置，兩臺機組共用一臺水壓試驗泵，在設(shè)計上僅考慮單臺機組發(fā)生斷電事故，水壓試驗泵名義流量為6m3/h，其流量僅能滿足一臺機組3臺主泵的軸封水注入量的要求，在發(fā)生SBO時另外一臺機組主泵應(yīng)急軸封注入無法保證，將導(dǎo)致軸封破口事故(Seal L0CA)發(fā)生。在失去了所有的補水手段后，一回路的泄漏無法得到補充，水裝量得不到保證，使得堆芯逐漸裸露并最終熔化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)急軸封注入方式無法滿足核電廠主泵軸封完整性需求的缺陷，提供一種對反應(yīng)堆冷卻劑泵進行應(yīng)急軸封的方法及軸封組件，不再依賴于應(yīng)急軸封注入系統(tǒng)。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種軸封組件，包括用于在正常運行工況下利用流體靜壓形成的液膜來密封所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的第一密封組件，所述軸封組件還包括設(shè)置在所述第一密封組件中、用于在全廠斷電工況下密封所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的非能動停車密封件，所述非能動停車密封件包括感應(yīng)驅(qū)動部和沿所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的泵軸周向設(shè)置的密封環(huán)，所述密封環(huán)具有開口，所述感應(yīng)驅(qū)動部用于在感應(yīng)到全廠斷電工況時流入所述第一密封組件內(nèi)的高溫流體后，驅(qū)動所述密封環(huán)閉合并抱緊所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的泵軸，阻塞所述第一密封組件與所述反應(yīng)堆冷卻劑泵泵軸之間的縫隙，防止反應(yīng)堆冷卻劑沿泵軸泄漏。
[0008]其中，所述感應(yīng)驅(qū)動部包括可熔支撐環(huán)和彈性壓緊環(huán)，所述可熔支撐環(huán)由熔點低于所述高溫流體溫度的可熔材料制成，在正常運行工況下，所述可熔支撐環(huán)用于阻止所述彈性壓緊環(huán)向所述密封環(huán)施加徑向壓力；在全廠斷電工況下，所述可熔支撐環(huán)被高溫流體熔化，所述彈性壓緊環(huán)向所述密封環(huán)施加徑向壓力，使所述密封環(huán)閉合。
[0009]其中，所述第一密封組件包括依次設(shè)置在水力部件和電動機之間的第一密封件、第一密封插入件和第一密封插入件支撐件；所述非能動停車密封件設(shè)置在所述第一密封插入件內(nèi)靠近所述第一密封插入件支撐件的一端。
[0010]其中，所述感應(yīng)驅(qū)動部還包括環(huán)繞所述密封環(huán)設(shè)置的活塞驅(qū)動環(huán)，所述可熔支撐環(huán)的一端與所述第一密封插入件支撐件相抵持，另一端與所述活塞驅(qū)動環(huán)相抵持；所述彈性壓緊環(huán)設(shè)置在所述活塞驅(qū)動環(huán)遠離所述可熔支撐環(huán)的一側(cè)；所述密封環(huán)與所述活塞驅(qū)動環(huán)相對的一側(cè)具有第一斜面，所述活塞驅(qū)動環(huán)與所述密封環(huán)相對的一側(cè)具有與所述第一斜面相切的第二斜面，且所述活塞驅(qū)動環(huán)沿著從所述彈性壓緊環(huán)向所述可熔支撐環(huán)的方向的直徑逐漸縮?。辉谡＿\行工況下，所述可熔支撐環(huán)利用與所述第一密封支撐插入件之間的摩擦力、以及與所述活塞驅(qū)動環(huán)之間的摩擦力抵消所述彈性壓緊環(huán)的徑向壓力；在全廠斷電工況下，所述可熔支撐環(huán)被高溫流體熔化，所述彈性壓緊環(huán)向所述活塞驅(qū)動環(huán)施加徑向壓力，促使所述活塞驅(qū)動環(huán)向所述第一密封插入件支撐件的方向運動并閉合開口。
[0011]其中，所述第一密封組件包括依次設(shè)置在水力部件和電動機之間的第一密封件、第一密封插入件和第一密封插入件支撐件；所述非能動停車密封件設(shè)置在所述第一密封插入件支撐件內(nèi)靠近所述第一密封插入件的一端。
[0012]其中，所述感應(yīng)驅(qū)動部還包括環(huán)繞所述密封環(huán)設(shè)置的活塞驅(qū)動環(huán)，所述可熔支撐環(huán)的一端與所述第一密封插入件相抵持，另一端與所述活塞驅(qū)動環(huán)相抵持；所述彈性壓緊環(huán)設(shè)置在所述活塞驅(qū)動環(huán)遠離所述可熔支撐環(huán)的一側(cè)；所述密封環(huán)與所述活塞驅(qū)動環(huán)相對的一側(cè)具有第一斜面，所述活塞驅(qū)動環(huán)與所述密封環(huán)相對的一側(cè)具有與所述第一斜面相切的第二斜面，且所述活塞驅(qū)動環(huán)沿著從所述彈性壓緊環(huán)向所述可熔支撐環(huán)的方向的直徑逐漸縮??；在正常運行工況下，所述可熔支撐環(huán)利用與所述第一密封支撐插入件之間的摩擦力、以及與所述活塞驅(qū)動環(huán)之間的摩擦力抵消所述彈性壓緊環(huán)的徑向壓力；在全廠斷電工況下，所述可熔支撐環(huán)被高溫流體熔化，所述彈性壓緊環(huán)向所述活塞驅(qū)動環(huán)施加徑向壓力，促使所述活塞驅(qū)動環(huán)向所述第一密封插入件支撐件的方向運動并閉合開口。
[0013]其中，非能動停車密封件還包括用于在正常運行工況下限制所述密封環(huán)向遠離所述活塞驅(qū)動環(huán)的方向運動的可熔限位環(huán)，所述可熔限位環(huán)由熔點低于所述高溫流體溫度的可熔材料制成。
[0014]其中，所述可熔限位環(huán)與所述可熔支撐環(huán)一體成型。
[0015]其中，所述彈性壓緊環(huán)是蝶形彈簧。
[0016]其中，所述密封環(huán)的開口的一端設(shè)置有弧形的插入部，所述密封環(huán)的開口的另一端上開設(shè)有用于容納所述插入部的插入槽；在正常運行工況下，所述插入部部分插入所述插入槽中，在全廠斷電工況下，所述插入部完全插入所述插入槽中，并使整個密封環(huán)完全抱緊泵軸。
[0017]另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種對反應(yīng)堆冷卻劑泵進行應(yīng)急軸封的方法，包括:在第一密封組件中設(shè)置非能動停車密封件，在正常運行工況下，非能動停車密封件的密封環(huán)形成開口，不影響第一密封組件利用流體靜壓形成的液膜來防止反應(yīng)堆冷卻劑沿泵軸泄漏；在全廠斷電工況下，所述非能動停車密封件的感應(yīng)驅(qū)動部感應(yīng)到全廠斷電工況時流入所述第一密封組件內(nèi)的高溫流體后，驅(qū)動所述密封環(huán)閉合并抱緊所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的泵軸，阻塞所述第一密封組件與所述反應(yīng)堆冷卻劑泵泵軸之間的縫隙，阻止反應(yīng)堆冷卻劑沿泵軸泄漏。
[0018]其中，所述感應(yīng)驅(qū)動部包括可熔支撐環(huán)和彈性壓緊環(huán)，所述可熔支撐環(huán)由熔點低于所述高溫流體溫度的可熔材料制成，在正常運行工況下，所述可熔支撐環(huán)阻止所述彈性壓緊環(huán)向所述密封環(huán)施加徑向壓力；在全廠斷電工況下，所述可熔支撐環(huán)被高溫流體熔化，所述彈性壓緊環(huán)向所述密封環(huán)施加徑向壓力，使所述密封環(huán)閉合。
[0019]其中，所述第一密封組件包括依次設(shè)置在水力部件和電動機之間的第一密封件、第一密封插入件和第一密封插入件支撐件；
[0020]所述在第一密封組件中設(shè)置非能動停車密封件的步驟包括:將非能動停車密封件設(shè)置在所述第一密封插入件內(nèi)靠近所述第一密封插入件支撐件的一端。
[0021]其中，所述感應(yīng)驅(qū)動部還包括環(huán)繞所述密封環(huán)設(shè)置的活塞驅(qū)動環(huán)，所述可熔支撐環(huán)的一端與所述第一密封插入件支撐件相抵持，另一端與所述活塞驅(qū)動環(huán)相抵持；所述彈性壓緊環(huán)設(shè)置在所述活塞驅(qū)動環(huán)遠離所述可熔支撐環(huán)的一側(cè)；所述密封環(huán)與所述活塞驅(qū)動環(huán)相對的一側(cè)具有第一斜面，所述活塞驅(qū)動環(huán)與所述密封環(huán)相對的一側(cè)具有與所述第一斜面相切的第二斜面，且所述活塞驅(qū)動環(huán)沿著從所述彈性壓緊環(huán)向所述可熔支撐環(huán)的方向的直徑逐漸縮?。辉谡＿\行工況下，所述可熔支撐環(huán)利用與所述第一密封支撐插入件之間的摩擦力、以及與所述活塞驅(qū)動環(huán)之間的摩擦力抵消所述彈性壓緊環(huán)的徑向壓力；在全廠斷電工況下，所述可熔支撐環(huán)被高溫流體熔化，所述彈性壓緊環(huán)向所述活塞驅(qū)動環(huán)施加徑向壓力，促使所述活塞驅(qū)動環(huán)向所述第一密封插入件支撐件的方向運動并閉合開口。
[0022]其中，所述第一密封組件包括依次設(shè)置在水力部件和電動機之間的第一密封件、第一密封插入件和第一密封插入件支撐件；
[0023]所述在第一密封組件中設(shè)置非能動停車密封件的步驟包括:將所述非能動停車密封件設(shè)置在所述第一密封插入件支撐件內(nèi)靠近所述第一密封插入件的一端。
[0024]其中，所述感應(yīng)驅(qū)動部還包括環(huán)繞所述密封環(huán)設(shè)置的活塞驅(qū)動環(huán)，所述可熔支撐環(huán)的一端與所述第一密封插入件相抵持，另一端與所述活塞驅(qū)動環(huán)相抵持；所述彈性壓緊環(huán)設(shè)置在所述活塞驅(qū)動環(huán)遠離所述可熔支撐環(huán)的一側(cè)；所述密封環(huán)與所述活塞驅(qū)動環(huán)相對的一側(cè)具有第一斜面，所述活塞驅(qū)動環(huán)與所述密封環(huán)相對的一側(cè)具有與所述第一斜面相切的第二斜面，且所述活塞驅(qū)動環(huán)沿著從所述彈性壓緊環(huán)向所述可熔支撐環(huán)的方向的直徑逐漸縮小；在正常運行工況下，所述可熔支撐環(huán)利用與所述第一密封支撐插入件之間的摩擦力、以及與所述活塞驅(qū)動環(huán)之間的摩擦力抵消所述彈性壓緊環(huán)的徑向壓力；在全廠斷電工況下，所述可熔支撐環(huán)被高溫流體熔化，所述彈性壓緊環(huán)向所述活塞驅(qū)動環(huán)施加徑向壓力，促使所述活塞驅(qū)動環(huán)向所述第一密封插入件支撐件的方向運動并閉合開口。
[0025]其中，非能動停車密封件還包括由熔點低于所述高溫流體溫度的可熔材料制成的可熔限位環(huán)；在正常運行工況下，可熔限位環(huán)限制所述密封環(huán)向遠離所述活塞驅(qū)動環(huán)的方向運動。
[0026]實施本發(fā)明實施例，具有如下有益效果:通過在第一密封組件中設(shè)置非能動停車密封件，可以感應(yīng)全廠斷電工況時流入所述第一密封組件內(nèi)的高溫流體，并在感應(yīng)到高溫流體后阻塞第一密封組件與反應(yīng)堆冷卻劑泵泵軸之間的縫隙，從而密封反應(yīng)堆冷卻劑泵；有效解決了二代加雙堆布置核電廠在SBO工況下主泵軸封泄漏問題，降低了核電廠的堆芯損壞概率；由于非能動停車密封件在正常運行工況下是斷開的，因此不會影響正常運行工況下主泵的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中典型的二代及其改進型核電廠主泵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是圖1所示主泵中的靜壓軸封組件的剖視圖；
[0030]圖3是圖1所示主泵中的第一密封組件的剖視圖；
[0031]圖4是現(xiàn)有技術(shù)中典型的二代及其改進型核電廠主泵軸封輔助系統(tǒng)的示意圖；
[0032]圖5是本發(fā)明第一實施例提供的設(shè)置在第一密封插入件中的非能動停車密封件的剖視圖；
[0033]圖6是本發(fā)明第二實施例提供的設(shè)置在第一密封插入件中的非能動停車密封件的剖視圖；
[0034]圖7是本發(fā)明第三實施例提供的設(shè)置在第一密封插入件支撐件中的非能動停車密封件的剖視圖。
【具體實施方式】
[0035]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0036]反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的軸封組件通常包括三道串聯(lián)的軸封，位于泵軸末端，它的作用是保證在電廠正常運行期間從反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)沿泵軸向安全殼的泄漏量基本為零。第一道軸封是可控制的液膜密封，第二和第三道軸封是摩擦面密封。[0037]第一道軸封即第一密封組件，屬于平衡型流體靜壓型可控泄漏密封。如圖3所示，第一密封組件設(shè)置在泵軸I的周向，第一密封組件包括依次設(shè)置在水力部件和電動機之間的第一密封件2、第一密封插入件3和第一密封插入件支撐件4，其中第一密封插入件3和第一密封插入件支撐件4均與泵軸I之間存在縫隙。第一密封件2包括動環(huán)21和靜環(huán)22，動環(huán)21可轉(zhuǎn)動地固定在泵軸I上，靜環(huán)22不轉(zhuǎn)動但可以沿泵軸向或傾斜方向小幅上下移動，以跟隨動環(huán)21的運動。在正常運行工況下，靜環(huán)22通過流體靜力平衡，控制動環(huán)21、靜環(huán)22之間保持極小的間隙形成液膜，使動環(huán)21、靜環(huán)22兩個端面在一層薄水膜兩側(cè)相對滑動，運轉(zhuǎn)時不直接接觸，從而控制軸密封組件的泄漏量和磨損量。在靜環(huán)22與結(jié)構(gòu)件之間配有O形環(huán)及輔助元件，在高壓和低壓區(qū)之間形成一個可滑移的輔助密封。
[0038]第二道軸封即第二密封組件，屬于壓力平衡型端面密封，其作用是構(gòu)成第一密封組件的背壓并把泄漏水引導(dǎo)流回至RCV系統(tǒng)。第二密封組件具有承受全部系統(tǒng)運行壓力的能力，它的另一主要功能是作為第一密封組件損壞時的備用密封。
[0039]第三道軸封即第三密封組件，屬于堰式雙端面密封，結(jié)構(gòu)基本與第二密封組件相同，但不需承受全系統(tǒng)壓力。由立管注入沖洗水至靜環(huán)22中間，分別潤滑和冷卻密封的兩個端面，防止硼結(jié)晶析出。
[0040]如圖5和圖7所示，為了在全廠斷電工況下，仍能迅速對泵軸I進行密封，在本發(fā)明的實施例中，還在第一密封組件中設(shè)置了非能動停車密封件5。在正常運行工況下，非能動停車密封件的密封環(huán)51形成開口，不影響第一密封組件的正常軸封功能，即不影響第一密封組件利用流體靜壓形成的液膜來防止反應(yīng)堆冷卻劑沿泵軸I泄漏；在全廠斷電工況下，所述非能動停車密封件5的感應(yīng)驅(qū)動部52感應(yīng)到全廠斷電工況時流入所述第一密封組件內(nèi)的高溫流體后，驅(qū)動所述密封環(huán)51閉合并抱緊所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的泵軸1，阻塞所述第一密封組件與所述反應(yīng)堆冷卻劑泵泵軸I之間的縫隙，阻止反應(yīng)堆冷卻劑沿泵軸I泄漏。
[0041]非能動停車密封件5可以包括感應(yīng)驅(qū)動部52和沿所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的泵軸I周向設(shè)置的密封環(huán)51，所述密封環(huán)51具有開口，所述感應(yīng)驅(qū)動部52用于在感應(yīng)到全廠斷電工況時流入所述第一密封組件內(nèi)的高溫流體(例如高溫反應(yīng)堆冷卻劑)后，驅(qū)動所述密封環(huán)51閉合并抱緊所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的泵軸1，阻塞所述第一密封組件與所述反應(yīng)堆冷卻劑泵泵軸之間的縫隙，阻止反應(yīng)堆冷卻劑沿泵軸I泄漏。
[0042]其中，密封環(huán)51的開口可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的各種開口結(jié)構(gòu)。例如，所述密封環(huán)51的開口的一端設(shè)置有弧形的插入部，所述密封環(huán)51的開口的另一端上開設(shè)有用于容納所述插入部的插入槽；在正常運行工況下，所述插入部部分插入所述插入槽中，在全廠斷電工況下，所述插入部完全插入所述插入槽中，并使整個密封環(huán)51完全抱緊泵軸I。
[0043]本發(fā)明實施例提供的在SBO工況下對反應(yīng)堆冷卻劑泵進行應(yīng)急軸封的方法及軸封組件，通過在第一密封組件中設(shè)置非能動停車密封件，可以感應(yīng)全廠斷電工況時流入所述第一密封組件內(nèi)的高溫流體，并在感應(yīng)到高溫流體后阻塞第一密封組件與反應(yīng)堆冷卻劑泵泵軸之間的縫隙，從而密封反應(yīng)堆冷卻劑泵；有效解決了二代加雙堆布置核電廠在SBO工況下主泵軸封泄漏問題，降低了核電廠的堆芯損壞概率；由于非能動停車密封件在正常運行工況下是斷開的，因此不會影響正常運行工況下主泵的性能。
[0044]非能動停車密封件5可以設(shè)置在所述第一密封插入件3內(nèi)靠近所述第一密封插入件支撐件4的一端，或者設(shè)置在所述第一密封插入件支撐件4內(nèi)靠近所述第一密封插入件3的一端。
[0045]圖5和圖7所示的實施例中，感應(yīng)驅(qū)動部52可以是內(nèi)置有電池的電子設(shè)備，也可以是具有相應(yīng)功能的機械結(jié)構(gòu)組件。例如，感應(yīng)驅(qū)動部52可以包括各種傳感器(例如溫度傳感器、流體傳感器、流量傳感器等)和與所述傳感器通信相連的驅(qū)動桿，當傳感器感應(yīng)到高溫流體時，控制所述驅(qū)動桿推動所述密封環(huán)51的開口閉合。
[0046]但是，由于高溫流體的溫度較高，使用這種電子設(shè)備作為感應(yīng)驅(qū)動部52并不安全，鑒于核電廠對安全性能具有較高要求，最好使用機械結(jié)構(gòu)組件作為感應(yīng)驅(qū)動部52。例如，如圖6所示，所述感應(yīng)驅(qū)動部52可以包括可熔支撐環(huán)521和彈性壓緊環(huán)522，所述可熔支撐環(huán)521由熔點低于所述高溫流體溫度的可熔材料制成，在正常運行工況下，所述可熔支撐環(huán)521用于阻止所述彈性壓緊環(huán)522向所述密封環(huán)51施加徑向壓力；在全廠斷電工況下，所述可熔支撐環(huán)521被高溫流體熔化，所述彈性壓緊環(huán)522向所述密封環(huán)51施加徑向壓力，使所述密封環(huán)51閉合。例如，當非能動停車密封件5設(shè)置在所述第一密封插入件3內(nèi)靠近所述第一密封插入件支撐件4的一端時，密封環(huán)51、可熔支撐環(huán)521、彈性壓緊環(huán)522從內(nèi)至外依次環(huán)繞泵軸I設(shè)置，且可熔支撐環(huán)521的內(nèi)徑遠大于密封環(huán)51的內(nèi)徑，可熔支撐環(huán)521的一端固定在所述第一密封插入件支撐件4上，用于抵抗所述彈性壓緊環(huán)522的徑向壓力，彈性壓緊環(huán)522固定在可熔支撐環(huán)521上或至少部分地固定在泵軸I上；在正常運行工況下，密封環(huán)51具有開口，彈性壓緊環(huán)522緊扣在可熔支撐環(huán)521上；在全廠斷電工況下，可熔支撐環(huán)521被高溫流體(即高溫反應(yīng)堆冷卻劑)熔化，此時，彈性壓緊環(huán)522向內(nèi)收縮，產(chǎn)生徑向壓力作用于密封環(huán)51，使密封環(huán)51的開口閉合。當非能動停車密封件5設(shè)置在第一密封插入件支撐件4內(nèi)靠近第一密封插入件3的一端時，同樣具有類似的結(jié)構(gòu)。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，這僅僅是本發(fā)明的一種實施例，在本發(fā)明的其它實施例中，還可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的各種方案實現(xiàn)可熔支撐環(huán)521對彈性壓緊環(huán)522的限位并使可熔支撐環(huán)521熔化后彈性壓緊環(huán)522能夠促使密封環(huán)51的開口閉合。下面將參考圖6描述另一個優(yōu)選實施例。
[0047]如圖6所示，在該優(yōu)選實施例中，非能動停車密封件5設(shè)置在所述第一密封插入件3內(nèi)靠近所述第一密封插入件支撐件4的一端。感應(yīng)驅(qū)動部52包括可熔支撐環(huán)521、彈性壓緊環(huán)522和活塞驅(qū)動環(huán)523?；钊?qū)動環(huán)523環(huán)繞所述密封環(huán)51設(shè)置。所述可熔支撐環(huán)521由熔點低于所述高溫流體溫度的可熔材料制成，所述可熔支撐環(huán)521的一端與所述第一密封插入件支撐件4相抵持，另一端與所述活塞驅(qū)動環(huán)523相抵持。所述彈性壓緊環(huán)522設(shè)置在所述活塞驅(qū)動環(huán)523遠離所述可熔支撐環(huán)521的一側(cè)，例如彈性壓緊環(huán)522可以是蝶形彈簧。所述密封環(huán)51與所述活塞驅(qū)動環(huán)523相對的一側(cè)具有第一斜面，所述活塞驅(qū)動環(huán)523與所述密封環(huán)51相對的一側(cè)具有與所述第一斜面相切的第二斜面，且所述活塞驅(qū)動環(huán)523沿著從所述彈性壓緊環(huán)522向所述可熔支撐環(huán)521的方向的直徑逐漸縮小。在正常運行工況下，所述可熔支撐環(huán)521利用與所述第一密封支撐插入件之間的摩擦力、以及與所述活塞驅(qū)動環(huán)523之間的摩擦力抵消所述彈性壓緊環(huán)522的徑向壓力；在全廠斷電工況下，所述可熔支撐環(huán)521被高溫流體熔化，所述彈性壓緊環(huán)522向所述活塞驅(qū)動環(huán)523施加徑向壓力，促使所述活塞驅(qū)動環(huán)523向所述第一密封插入件支撐件的方向運動并閉合開□。[0048]當非能動停車密封件5設(shè)置在所述第一密封插入件支撐件4內(nèi)靠近所述第一密封插入件3的一端時，也具有類似的結(jié)構(gòu)。具體地，此時，所述可熔支撐環(huán)521的一端與所述第一密封插入件3相抵持，另一端與所述活塞驅(qū)動環(huán)523相抵持。所述彈性壓緊環(huán)522設(shè)置在所述活塞驅(qū)動環(huán)523遠離所述可熔支撐環(huán)521的一側(cè)，例如彈性壓緊環(huán)522可以是蝶形彈簧。所述密封環(huán)51與所述活塞驅(qū)動環(huán)523相對的一側(cè)具有第一斜面，所述活塞驅(qū)動環(huán)523與所述密封環(huán)51相對的一側(cè)具有與所述第一斜面相切的第二斜面，且所述活塞驅(qū)動環(huán)523沿著從所述彈性壓緊環(huán)522向所述可熔支撐環(huán)521的方向的直徑逐漸縮小。在正常運行工況下，所述可熔支撐環(huán)521利用與所述第一密封支撐插入件之間的摩擦力、以及與所述活塞驅(qū)動環(huán)523之間的摩擦力抵消所述彈性壓緊環(huán)522的徑向壓力；在全廠斷電工況下，所述可熔支撐環(huán)521被高溫流體熔化，所述彈性壓緊環(huán)522向所述活塞驅(qū)動環(huán)523施加徑向壓力，促使所述活塞驅(qū)動環(huán)523向所述第一密封插入件支撐件的方向運動并閉合開口。
[0049]在以上兩個優(yōu)選實施例中，可熔支撐環(huán)521并不能很好地限制密封環(huán)51的軸向運動，這樣可能會導(dǎo)致密封環(huán)51發(fā)生不必要的位移，影響反應(yīng)堆冷卻劑泵的正常運行。因此，優(yōu)選地，如圖6所示，非能動停車密封件5還可以包括用于在正常運行工況下限制所述密封環(huán)51向遠離所述活塞驅(qū)動環(huán)523的方向運動的可熔限位環(huán)524，所述可熔限位環(huán)524由熔點低于所述高溫流體溫度的可熔材料制成。更加優(yōu)選地，所述可熔限位環(huán)524可以與所述可熔支撐環(huán)521—體成型。
[0050]實施本發(fā)明實施例后，在正常運行工況下，密封環(huán)51處于自然開啟狀態(tài)(形成開口)，密封環(huán)51與泵軸I間保持間隙，第一密封泄漏(即高溫反應(yīng)堆冷卻劑)在第一密封插入件3和泵軸I之間正常流動，進入到第一密封泄漏管線中。在全廠斷電工況下，主泵軸封注入水和冷卻水同時喪失，高溫高壓反應(yīng)堆冷卻劑向上流動，當可熔支撐環(huán)處的溫度達到其熔化溫度時，可熔支撐環(huán)發(fā)生相變，此時活塞驅(qū)動環(huán)在壓緊環(huán)的壓緊力作用下向上推動密封環(huán)向內(nèi)收縮(形成閉口)，從而促使密封環(huán)抱緊泵軸，實現(xiàn)密封功能。此時，反應(yīng)堆冷卻劑進入密封環(huán)51的外側(cè)壓緊密封環(huán)，使密封環(huán)處于密封狀態(tài)。
[0051]以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分流程，并依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬于發(fā)明所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種軸封組件，包括用于在正常運行工況下利用流體靜壓形成的液膜來密封所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的第一密封組件，其特征在于，所述軸封組件還包括設(shè)置在所述第一密封組件中、用于在全廠斷電工況下密封所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的非能動停車密封件(5)，所述非能動停車密封件(5)包括感應(yīng)驅(qū)動部(52)和沿所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的泵軸(I)周向設(shè)置的密封環(huán)(51 )，所述密封環(huán)(51)具有開口，所述感應(yīng)驅(qū)動部(52)用于在感應(yīng)到全廠斷電工況時流入所述第一密封組件內(nèi)的高溫流體后，驅(qū)動所述密封環(huán)(51)閉合并抱緊所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的泵軸(I )，阻塞所述第一密封組件與所述反應(yīng)堆冷卻劑泵泵軸(I)之間的縫隙，阻止反應(yīng)堆冷卻劑沿泵軸泄漏。
2.如權(quán)利要求1所述的軸封組件，其特征在于，所述感應(yīng)驅(qū)動部(52)包括可熔支撐環(huán)(521)和彈性壓緊環(huán)(522)，所述可熔支撐環(huán)(521)由熔點低于所述高溫流體溫度的可熔材料制成，在正常運行工況下，所述可熔支撐環(huán)(521)用于阻止所述彈性壓緊環(huán)(522)向所述密封環(huán)(51)施加徑向壓力；在全廠斷電工況下，所述可熔支撐環(huán)(521)被高溫流體熔化，所述彈性壓緊環(huán)(522)向所述密封環(huán)(51)施加徑向壓力，使所述密封環(huán)(51)閉合。
3.如權(quán)利要求2所述的軸封組件，其特征在于，所述第一密封組件包括依次設(shè)置在水力部件和電動機之間的第一密封件、第一密封插入件和第一密封插入件支撐件；所述非能動停車密封件(5)設(shè)置在所述第一密封插入件內(nèi)靠近所述第一密封插入件支撐件的一端。
4.如權(quán)利要求3所述的軸封組件，其特征在于，所述感應(yīng)驅(qū)動部(52)還包括環(huán)繞所述密封環(huán)(51)設(shè)置的活塞驅(qū)動環(huán)(523)，所述可熔支撐環(huán)(521)的一端與所述第一密封插入件支撐件相抵持，另一端與所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)相抵持；所述彈性壓緊環(huán)(522)設(shè)置在所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)遠離所述可熔支撐環(huán)(521)的一側(cè)；所述密封環(huán)(51)與所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)相對的一側(cè)具有第一斜面，所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)與所述密封環(huán)(51)相對的一側(cè)具有與所述第一斜面相切的第二斜面，且所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)沿著從所述彈性壓緊環(huán)(522)向所述可熔支撐環(huán)(521)的方向的直徑逐漸縮??；在正常運行工況下，所述可熔支撐環(huán)(521)利用與所述第一密 封支撐插入件之間的摩擦力、以及與所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)之間的摩擦力抵消所述彈性壓緊環(huán)(522)的徑向壓力；在全廠斷電工況下，所述可熔支撐環(huán)(521)被高溫流體熔化，所述彈性壓緊環(huán)(522)向所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)施加徑向壓力，促使所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)向所述第一密封插入件支撐件的方向運動并閉合開口。
5.如權(quán)利要求2所述的軸封組件，其特征在于，所述第一密封組件包括依次設(shè)置在水力部件和電動機之間的第一密封件、第一密封插入件和第一密封插入件支撐件；所述非能動停車密封件(5 )設(shè)置在所述第一密封插入件支撐件內(nèi)靠近所述第一密封插入件的一端。
6.如權(quán)利要求5所述的軸封組件，其特征在于，所述感應(yīng)驅(qū)動部(52)還包括環(huán)繞所述密封環(huán)(51)設(shè)置的活塞驅(qū)動環(huán)(523)，所述可熔支撐環(huán)(521)的一端與所述第一密封插入件相抵持，另一端與所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)相抵持；所述彈性壓緊環(huán)(522)設(shè)置在所述活塞驅(qū)動環(huán)(523 )遠離所述可熔支撐環(huán)(521)的一側(cè)；所述密封環(huán)(51)與所述活塞驅(qū)動環(huán)(523 )相對的一側(cè)具有第一斜面，所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)與所述密封環(huán)(51)相對的一側(cè)具有與所述第一斜面相切的第二斜面，且所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)沿著從所述彈性壓緊環(huán)(522)向所述可熔支撐環(huán)(521)的方向的直徑逐漸縮??；在正常運行工況下，所述可熔支撐環(huán)(521)利用與所述第一密封支撐插入件之間的摩擦力、以及與所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)之間的摩擦力抵消所述彈性壓緊環(huán)(522)的徑向壓力；在全廠斷電工況下，所述可熔支撐環(huán)(521)被高溫流體熔化，所述彈性壓緊環(huán)(522)向所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)施加徑向壓力，促使所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)向所述第一密封插入件支撐件的方向運動并閉合開口。
7.如權(quán)利要求4或6所述的軸封組件，其特征在于，非能動停車密封件(5)還包括用于在正常運行工況下限制所述密封環(huán)(51)向遠離所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)的方向運動的可熔限位環(huán)(524)，所述可熔限位環(huán)(524)由熔點低于所述高溫流體溫度的可熔材料制成。
8.如權(quán)利要求7所述的軸封組件，其特征在于，所述可熔限位環(huán)(524)與所述可熔支撐環(huán)(521) —體成型。
9.如權(quán)利要求4或6所述的軸封組件，其特征在于，所述彈性壓緊環(huán)(522)是蝶形彈簧。
10.如權(quán)利要求4或6所述的軸封組件，其特征在于，所述密封環(huán)(51)的開口的一端設(shè)置有弧形的插入部，所述密封環(huán)(51)的開口的另一端上開設(shè)有用于容納所述插入部的插入槽；在正常運行工況下，所述插入部部分插入所述插入槽中，在全廠斷電工況下，所述插入部完全插入所述插入槽中，并使整個密封環(huán)(51)完全抱緊泵軸(I)。
11.一種對反應(yīng)堆冷卻劑泵進行應(yīng)急軸封的方法，其特征在于，包括:在第一密封組件中設(shè)置非能動停車密封件(5)，在正常運行工況下，非能動停車密封件的密封環(huán)(51)形成開口，不影響第一密封組件利用流體靜壓形成的液膜來防止反應(yīng)堆冷卻劑沿泵軸(I)泄漏；在全廠斷電工況下，所述非能動停車密封件(5)的感應(yīng)驅(qū)動部(52)感應(yīng)到全廠斷電工況時流入所述第一密封組件內(nèi)的高溫流體后，驅(qū)動所述密封環(huán)(51)閉合并抱緊所述反應(yīng)堆冷卻劑泵的泵軸(1)，阻塞所述第一密封組件與所述反應(yīng)堆冷卻劑泵泵軸(I)之間的縫隙，阻止反應(yīng)堆冷卻劑沿泵軸(I)泄漏。
12.如權(quán)利要求11所述的對反應(yīng)堆冷卻劑泵進行應(yīng)急軸封的方法，其特征在于，所述感應(yīng)驅(qū)動部(52)包括可熔支撐環(huán)(521)和彈性壓緊環(huán)(522)，所述可熔支撐環(huán)(521)由熔點低于所述高溫流體溫度的可熔材料制成，在正常運行工況下，所述可熔支撐環(huán)(521)阻止所述彈性壓緊環(huán)(522)向所述密封環(huán)(51)施加徑向壓力；在全廠斷電工況下，所述可熔支撐環(huán)(521)被高溫流體熔化，所述彈性壓緊環(huán)(522)向所述密封環(huán)(51)施加徑向壓力，使所述密封環(huán)(51)閉合。
13.如權(quán)利要求12所述的對反應(yīng)堆冷卻劑泵進行應(yīng)急軸封的方法，其特征在于，所述第一密封組件包括依次設(shè)置在水力部件和電動機之間的第一密封件、第一密封插入件和第一密封插入件支撐件； 所述在第一密封組件中設(shè)置非能動停車密封件(5)的步驟包括:將非能動停車密封件(5)設(shè)置在所述第一密封插入件內(nèi)靠近所述第一密封插入件支撐件的一端。
14.如權(quán)利要求13所述的對反應(yīng)堆冷卻劑泵進行應(yīng)急軸封的方法，其特征在于，所述感應(yīng)驅(qū)動部(52)還包括環(huán)繞所述密封環(huán)(51)設(shè)置的活塞驅(qū)動環(huán)(523)，所述可熔支撐環(huán)(521)的一端與所述第一密封插入件支撐件相抵持，另一端與所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)相抵持；所述彈性壓緊環(huán)(522)設(shè)置在所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)遠離所述可熔支撐環(huán)(521)的一側(cè)；所述密封環(huán)(51)與所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)相對的一側(cè)具有第一斜面，所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)與所述密封環(huán)(51)相對的一側(cè)具有與所述第一斜面相切的第二斜面，且所述活塞驅(qū)動環(huán)(523 )沿著從所述彈性壓緊環(huán)(522 )向所述可熔支撐環(huán)(521)的方向的直徑逐漸縮??；在正常運行工況下，所述可熔支撐環(huán)(521)利用與所述第一密封支撐插入件之間的摩擦力、以及與所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)之間的摩擦力抵消所述彈性壓緊環(huán)(522)的徑向壓力；在全廠斷電工況下，所述可熔支撐環(huán)(521)被高溫流體熔化，所述彈性壓緊環(huán)(522 )向所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)施加徑向壓力，促使所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)向所述第一密封插入件支撐件的方向運動并閉合開口。
15.如權(quán)利要求12所述的對反應(yīng)堆冷卻劑泵進行應(yīng)急軸封的方法，其特征在于，所述第一密封組件包括依次設(shè)置在水力部件和電動機之間的第一密封件、第一密封插入件和第一密封插入件支撐件； 所述在第一密封組件中設(shè)置非能動停車密封件(5)的步驟包括:將所述非能動停車密封件(5)設(shè)置在所述第一密封插入件支撐件內(nèi)靠近所述第一密封插入件的一端。
16.如權(quán)利要求15所述的對反應(yīng)堆冷卻劑泵進行應(yīng)急軸封的方法，其特征在于，所述感應(yīng)驅(qū)動部(52)還包括環(huán)繞所述密封環(huán)(51)設(shè)置的活塞驅(qū)動環(huán)(523)，所述可熔支撐環(huán)(521)的一端與所述第一密封插入件相抵持，另一端與所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)相抵持；所述彈性壓緊環(huán)(522 )設(shè)置在所述活塞驅(qū)動環(huán)(523 )遠離所述可熔支撐環(huán)(521)的一側(cè)；所述密封環(huán)(51)與所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)相對的一側(cè)具有第一斜面，所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)與所述密封環(huán)(51)相對的一側(cè)具有與所述第一斜面相切的第二斜面，且所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)沿著從所述彈性壓緊環(huán)(522)向所述可熔支撐環(huán)(521)的方向的直徑逐漸縮??；在正常運行工況下，所述可熔支撐環(huán)(521)利用與所述第一密封支撐插入件之間的摩擦力、以及與所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)之間的摩擦力抵消所述彈性壓緊環(huán)(522)的徑向壓力；在全廠斷電工況下，所述可熔支撐環(huán)(521)被高溫流體熔化，所述彈性壓緊環(huán)(522)向所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)施加徑向壓力，促 使所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)向所述第一密封插入件支撐件的方向運動并閉合開口。
17.如權(quán)利要求14或16所述的對反應(yīng)堆冷卻劑泵進行應(yīng)急軸封的方法，其特征在于，非能動停車密封件(5)還包括由熔點低于所述高溫流體溫度的可熔材料制成的可熔限位環(huán)(524);在正常運行工況下，可熔限位環(huán)(524)限制所述密封環(huán)(51)向遠離所述活塞驅(qū)動環(huán)(523)的方向運動。
【文檔編號】F04D29/10GK103671228SQ201310671666
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】牛文華, 羅志遠, 王爭光, 叢國輝, 陳興江, 王學(xué)靈, 王元 申請人:中廣核工程有限公司, 中國廣核集團有限公司