一種改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機，包括支座，風(fēng)機本體，出風(fēng)口錐管及風(fēng)閥，其中所述風(fēng)機本體包括風(fēng)筒，所述風(fēng)筒下端設(shè)有進風(fēng)口，所述風(fēng)筒內(nèi)部依次設(shè)有動葉，輪轂，導(dǎo)葉，內(nèi)機匣及驅(qū)動風(fēng)機，所述驅(qū)動風(fēng)機安裝在所述內(nèi)機匣內(nèi)，所述風(fēng)筒包括下部和上部，所述導(dǎo)葉設(shè)于所述上部與所述下部的交接處，所述下部為圓柱形，所述上部為倒錐形，且所述上部的單邊擴散角為5～20°，所述出風(fēng)口錐管截面呈梯形，且單邊擴散角與所述上部的單邊擴散角相同，所述出風(fēng)口錐管上端的出風(fēng)口內(nèi)徑為1150～1350mm。本實用新型所揭示的一種改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機，具有結(jié)構(gòu)簡單新穎，能夠減小風(fēng)機擴壓過程中壓力損失，提高壓力裕量，從而提高風(fēng)機的安全可靠性。
【專利說明】一種改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種冷卻風(fēng)機，具體涉及一種改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機是一種用于第三代核電機組一體化堆頂組件控制棒驅(qū)動機構(gòu)通風(fēng)冷卻系統(tǒng)，其作用是為控制棒驅(qū)動機構(gòu)提供強迫冷卻空氣，以維持控制棒驅(qū)動機構(gòu)線圈組件正常工作所需的溫度，且不超過限定值，該風(fēng)機的性能直接影響反應(yīng)堆驅(qū)動機構(gòu)的安全性與可靠性。
[0003]控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機為立式軸流風(fēng)機，要求壓力高、尺寸小，且需有較高的壓力裕量，以提高全可靠性，故均具有大輪轂比(輪轂直徑與葉輪直徑的比值)的結(jié)構(gòu)特征，目前已知工程堆頂風(fēng)機輪轂比一般為0.7左右，因此控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機具有高排氣速度、高動壓的氣動特征。
[0004]現(xiàn)有控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機存在如下問題:
[0005]風(fēng)機自由排氣速度和動能過大，使風(fēng)機運行效率降低，現(xiàn)有控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機出風(fēng)口錐管出口和風(fēng)閥通風(fēng)面積較小，故排氣速度和動能較大，該部份動能不能用于克服控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻系統(tǒng)阻力，對于風(fēng)機本身來說是種損失。經(jīng)數(shù)值模擬，現(xiàn)有的控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機出風(fēng)口進行數(shù)值模擬，在設(shè)計流量下常規(guī)風(fēng)機環(huán)形出風(fēng)口速度動能達418Pa，占風(fēng)機裝置要求全壓的49%，說明風(fēng)機出風(fēng)口自由排氣壓力損失較大；
[0006]出風(fēng)口錐管擴壓損失較大，降低了風(fēng)機運行效率，現(xiàn)有國外進口堆頂風(fēng)機在設(shè)計流量下風(fēng)機本體環(huán)形出口排氣速度通常在45m/s左右，其動能大于1200Pa，高速進入錐管，流通截面突擴增大，在環(huán)形出風(fēng)口后存在很大渦流。經(jīng)數(shù)值模擬，擴壓損失大于300Pa，因此降低了風(fēng)機運行效率。
[0007]此外，控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機要求在設(shè)計角度下有足夠高的壓力裕量，以遠離風(fēng)機喘振區(qū)和不穩(wěn)定運行區(qū)，由于環(huán)形出風(fēng)口較大的突擴壓力損失，使風(fēng)機向系統(tǒng)能提供的有效壓力降低，最高可運行壓力也相應(yīng)降低，從而運行壓力裕量降低，安全可靠性下降。
實用新型內(nèi)容
[0008]實用新型目的:為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種能夠減小風(fēng)機擴壓過程中壓力損失，提高壓力裕量，從而提高安全可靠性的改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機。
[0009]本實用新型的目的是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機，包括支座，風(fēng)機本體，出風(fēng)口錐管及風(fēng)閥，其中所述風(fēng)機本體包括風(fēng)筒，所述風(fēng)筒下端設(shè)有進風(fēng)口，所述風(fēng)筒內(nèi)部依次設(shè)有動葉，輪轂，導(dǎo)葉，內(nèi)機匣及驅(qū)動風(fēng)機，所述驅(qū)動風(fēng)機安裝在所述內(nèi)機匣內(nèi)，所述風(fēng)筒包括下部和上部，所述導(dǎo)葉設(shè)于所述上部與所述下部的交接處，所述下部為圓柱形，所述上部為倒錐形，且所述上部的單邊擴散角為5?20°，所述出風(fēng)口錐管截面呈梯形，且單邊擴散角與所述上部的單邊擴散角相同，所述出風(fēng)口錐管上端的出風(fēng)口內(nèi)徑為115(Tl350mm。
[0010]所述上部的單邊擴散角為15°。
[0011]所述出風(fēng)口錐管上端出風(fēng)口內(nèi)徑為1250mm。
[0012]所述動葉的葉尖對應(yīng)風(fēng)筒部位設(shè)有防喘振環(huán)，所述防喘振環(huán)內(nèi)設(shè)有復(fù)數(shù)導(dǎo)流片。
[0013]所述導(dǎo)葉為機翼型。
[0014]所述內(nèi)機匣上端還裝有擴壓尾錐。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所揭示的一種改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機，設(shè)置風(fēng)管在導(dǎo)葉前為圓柱形，在導(dǎo)葉后為帶有一定擴散角的錐形(現(xiàn)有堆頂風(fēng)機風(fēng)筒均為整體圓柱形)，在風(fēng)筒出氣口聯(lián)接有出氣口錐管，風(fēng)筒錐形部份與其后擴壓錐管具有一定擴散角，通過錐形風(fēng)筒、出風(fēng)口錐管、擴壓尾錐的共同作用，較大幅度降低了擴壓過程中的渦流阻力，通過增大出風(fēng)口錐管出氣口通風(fēng)面積，降低了自由排氣速度和動能，減小了排氣口損失，兩者的結(jié)合減小風(fēng)機擴壓過程中的內(nèi)部渦流損失和排氣動能損失，使風(fēng)機向系統(tǒng)所提供壓力提高，提高了風(fēng)機最高可運行壓力，從而提高了風(fēng)機運行壓力裕量，安全可靠性得到提聞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實用新型的附圖，對本實用新型實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述。
[0019]如圖1所示，本實用新型所揭示的一種改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機，其為立式豎直向上排氣結(jié)構(gòu)，具體包括風(fēng)機本體，所述風(fēng)機本體通過減振支座O固定在基礎(chǔ)上，所述風(fēng)機本體包括風(fēng)筒1，所述風(fēng)筒I兩端分別設(shè)有進風(fēng)口 2和出風(fēng)口 3，所述風(fēng)筒內(nèi)部從下至上依次設(shè)有動葉4，輪轂5，導(dǎo)葉6，內(nèi)機匣7，驅(qū)動電機8及擴壓尾錐9，所述出風(fēng)口 3連接出風(fēng)口錐管10，所述出風(fēng)口錐管10的出風(fēng)口安裝有風(fēng)閥11。
[0020]具體說來，所述風(fēng)筒I與所述內(nèi)機匣7形成環(huán)形通道向所述出風(fēng)口錐管10排氣，所述內(nèi)機匣7上端裝有擴壓尾錐9，所述驅(qū)動電機8內(nèi)置于所述內(nèi)機匣7內(nèi)，所述擴壓尾錐9包覆在所述驅(qū)動電機8外側(cè)，所述擴壓尾錐9截面呈梯形結(jié)構(gòu)，且單邊擴散角α為5?20°，最佳單邊擴散角α為15°，所述擴壓尾錐9的半徑沿氣流方向逐漸減小，使得通流面積逐漸增大，故而降低排氣速度及動壓值，增高了空氣靜壓值。
[0021]所述風(fēng)筒I包括上部101和下部102，所述導(dǎo)葉設(shè)于所述上部101和下部102的交接處，所述下部102為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述上部101為錐形結(jié)構(gòu)，且單邊擴散角β為5?20°，在上部101的上端連接出風(fēng)口錐管10，所述出風(fēng)口錐管10的單邊擴散角與所述上部101的單邊擴散角相同，所述出風(fēng)口錐管10的錐管出風(fēng)口內(nèi)徑為115(Tl350mm，當氣體在導(dǎo)葉的作用下，以高軸向速度排入風(fēng)筒I的上部101，氣體進入上部101，擴壓尾錐9及擴壓錐管10組成的通道，由于擴壓尾錐10沿氣流方向半徑增大，而上部101與出風(fēng)口錐管10沿氣流方向半徑及流通面積同步增大，使得氣流速度和空氣動壓逐漸降低，空氣靜壓增高，從而減小了擴壓損失，同時所述出風(fēng)口錐管10的錐管出風(fēng)口內(nèi)徑增加，使得錐管出風(fēng)面積增大，進而減小了錐管出風(fēng)口動能。
[0022]所述風(fēng)閥11設(shè)置在所述出風(fēng)口錐管10的出風(fēng)口，當風(fēng)機停止運行時，防止了外部氣流倒灌入風(fēng)機內(nèi)，其內(nèi)徑尺寸與所述出風(fēng)口錐管的出風(fēng)口內(nèi)徑相同。
[0023]如圖2所示，所述動葉4的葉尖前端所對應(yīng)的風(fēng)筒部位設(shè)有防喘振環(huán)12，所述防喘振環(huán)12外部為環(huán)形槽13，所述環(huán)形槽13內(nèi)沿圓周方向均勻設(shè)有復(fù)數(shù)導(dǎo)流片14，所述導(dǎo)流片14內(nèi)側(cè)設(shè)有導(dǎo)流環(huán)15，所述導(dǎo)流環(huán)15內(nèi)徑與所述風(fēng)筒I下部102內(nèi)徑相同，當系統(tǒng)阻力增大時，動葉4入口氣流攻角增大，使得動葉4吸力面氣流嚴重分離，并在動葉4前緣形成渦流，渦流在離心力作用下進入防喘振環(huán)12，由于外形槽13的阻隔，氣流只能進入導(dǎo)流片14和導(dǎo)流環(huán)15組成的分隔通道內(nèi)，渦流氣團經(jīng)分隔、整流后返回到主氣流中，使得渦流的進一步發(fā)展被抑制，從而消除了喘振區(qū)，同時動葉4前后氣流不再劇烈振蕩，避免了動葉4承受較大的交變氣動力,提高動葉4的安全可靠性。
[0024]所述導(dǎo)葉6為機翼型結(jié)構(gòu)，有效回收所述動葉4出氣氣流旋繞速度動能，改善風(fēng)機性能，提高安全可靠性。
[0025]本實用新型所揭示的一種改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機，其工作原理為:氣體從進風(fēng)口 2吸入，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的動葉4做工后，流入導(dǎo)葉進行擴壓，而后經(jīng)風(fēng)筒I與內(nèi)機匣7形成的環(huán)形通道的出風(fēng)口 3排氣，氣體通過出風(fēng)口錐管10排出。
[0026]本實用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特征已揭示如上，然而熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本實用新型的揭示而作種種不背離本實用新型精神的替換及修飾，因此，本實用新型保護范圍應(yīng)不限于實施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本實用新型的替換及修飾，并為本專利申請權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機，包括支座，風(fēng)機本體，出風(fēng)口錐管及風(fēng)閥，其中所述風(fēng)機本體包括風(fēng)筒，所述風(fēng)筒下端設(shè)有進風(fēng)口，所述風(fēng)筒內(nèi)部依次設(shè)有動葉，輪轂，導(dǎo)葉，內(nèi)機匣及驅(qū)動風(fēng)機，所述驅(qū)動風(fēng)機安裝在所述內(nèi)機匣內(nèi)，其特征在于:所述風(fēng)筒包括下部和上部，所述導(dǎo)葉設(shè)于所述上部與所述下部的交接處，所述下部為圓柱形，所述上部為倒錐形，且所述上部的單邊擴散角為5?20°，所述出風(fēng)口錐管截面呈梯形，且單邊擴散角與所述上部的單邊擴散角相同，所述出風(fēng)口錐管上端的出風(fēng)口內(nèi)徑為115(Tl350mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機，其特征在于:所述上部的單邊擴散角為15°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機，其特征在于:所述出風(fēng)口錐管上端出風(fēng)口內(nèi)徑為1250mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機，其特征在于:所述動葉的葉尖對應(yīng)風(fēng)筒部位設(shè)有防喘振環(huán)，所述防喘振環(huán)內(nèi)設(shè)有復(fù)數(shù)導(dǎo)流片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機，其特征在于:所述導(dǎo)葉為機翼型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進型控制棒驅(qū)動機構(gòu)冷卻風(fēng)機，其特征在于:所述內(nèi)機匣上端還裝有擴壓尾錐。
【文檔編號】F04D29/54GK203702665SQ201420067884
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】張國榮, 江楊 申請人:南通大通寶富風(fēng)機有限公司