核电厂混凝土蜗壳循环水泵叶轮技术要求

中广核工程有限公司、沈阳三科水力机械制造有限公司、国核电力规划设计研究院。

梁亚勋、易琳、焦红瑞。

本标准规定了滨海核电厂混凝土蜗壳循环水泵叶轮设计制造中的相关技术要求及试验方法等。本标准适用于滨海核电厂输送介质为海水的混凝土蜗壳循环水泵叶轮的设计和制造，其它相似型式的水泵叶轮可参照此标准执行。

1.测流原理

具有一定流速的水流流经蜗壳时，由于蜗壳中心线弯曲，水流在弯曲流道上产生离心力，使得蜗壳内、外缘2点产生压力差，该压力差的大小与水流流速有关。对于截面积已成为定值的蜗壳某截面来说，平均流速大小正比于流经该截面的流量，因此蜗壳内、外缘的压力差(差压值) 就可以反映流过水轮机的流量相对值。

流量与蜗壳差压的算术平方根成正比。对于不同的机组蜗壳或同一蜗壳不同的测压孔而言，蜗壳流量系数是不同的常数。对于同1台机组同2根测压管，只要取压状态不改变，可以用差压变送器测取。

2.测压断面及测压孔的选取

差压测取首先必须使高压取压孔中心与几个低压孔中心在同一测压断面内，这个测压断面是过水轮机中心的蜗壳横截面；其次，是该横截面应选在蜗壳水流发生旋转的地方。

3.稳压措施

因被测压力一般都有波动，得到准确的读数比较困难，为减少或消除这种波动的稳压措施就是在传递压力系统上增加阻尼。对这种阻尼的要求是对称的线性阻尼。

最常见的稳压措施有：

(1) 节流稳压

稳压设备常常利用现有的阀门，即用测压管路上或差压计上的阀门，通过关小阀门形成节流来达到稳压的效果。用这种方法进行稳压时，要求适当控制节流的程度，往往不易准确掌握，在实际测试中应用较少；

(2) 专用的稳压装置(稳压筒)

用稳压筒进行稳压可以达到良好的效果，但需要正确设计稳压筒。稳压筒也分2种，即节流式稳压筒及空气阻尼式稳压筒。实际测试中常用的是空气阻尼式稳压筒，即利用筒内一段压缩空气的弹性产生阻尼将压力的波动化解，测得的是平均压力。实用结果表明，其稳压效果较好。

蜗壳的整体结构设计主要考虑扩压机匣和蜗壳的连接与分开，蜗壳的焊接、加筋等。环形通道的扩压机匣与蜗壳祷用两个垂直法兰连接。扩压机匣一般铸造成型。蜗壳尺寸较大的，用薄钢板焊接成后，在各表面焊有加强筋。尺寸较小的蜗壳，采用冲压方式冲出凸出的槽做加强筋，不需另加焊筋了。有的小型机组的排气蜗壳，设计成弧形光滑面，加工工艺较复杂。

关于蜗壳排气方向的问题，设计时，对于轴向装配式蜗壳可考虑旋转角度装配的结构，将蜗壳和扩压机匣连接的两个垂直法兰螺孔数相对应，调整螺孔的装配位置就能改变蜗壳的出气方向了。对于水平中分式蜗壳，需按使用现场对方向的要求，确定上、下、左、右四个方向，蜗壳只需两种结构即可，上下通用，左右通用 。2100433B

排气蜗壳的设计应注意三点：

（1）应尽可能减少气体在蜗壳中的流动损失，使蜗壳的外形尺寸达到预定的扩压要求。

（2）蜗壳的结构应满足重量轻、刚性好。流过蜗壳的气流不会引起蜗壳钢板的振动。

（3）应满足燃机使用现场的排气方向要求，确定蜗壳排气口的方向，使之能方便地变换方向。

设计排气蜗壳时要考虑气动和工艺两方面的要求，尽量达到气体流动损失小、气流均匀，然后再考虑蜗壳的加工工艺性，力求工艺简单、形状不复杂、好加工。

因涡轮内、外气体的压差很小，对蜗壳的作用力也小，此类蜗壳可用薄钢板焊接。对于大中型燃机，排气蜗壳尺寸较大，常将其分为两个部分：安装在蜗壳内的扩压机匣和排气蜗壳。排气蜗壳不承力，尺寸较大，而扩压机匣承力，但尺寸较小，而且结构简单，一般铸造成形 。