權(quán)利要求書： 1.一種高溫氣冷堆主氦風(fēng)機，其特征在于，包括葉輪內(nèi)固定環(huán)(9)、葉輪外固定環(huán)(10)、殼體(19)及葉輪外固定環(huán)安裝基體(16)；

熱氣導(dǎo)管外管(2)套接于熱氣導(dǎo)管內(nèi)管(11)外，且熱氣導(dǎo)管外管(2)的中部斷開，葉輪內(nèi)固定環(huán)(9)套接于熱氣導(dǎo)管內(nèi)管(11)外，葉輪外固定環(huán)(10)套接于葉輪內(nèi)固定環(huán)(9)外，且葉輪外固定環(huán)(10)位于熱氣導(dǎo)管外管(2)上的斷開位置處，葉輪外固定環(huán)(10)與葉輪內(nèi)固定環(huán)(9)之間連接有主氦風(fēng)機葉輪(8)，葉輪外固定環(huán)(10)安裝于葉輪外固定環(huán)安裝基體(16)上，葉輪外固定環(huán)安裝基體(16)上布置有軸封裝置、頂軸和偏心裝置及驅(qū)動齒輪裝置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機，其特征在于，軸封裝置包括軸封組件、軸封注入系統(tǒng)(14)、軸封回流系統(tǒng)(15)、負(fù)壓控制閥(29)、軸封回流風(fēng)機(24)、收集罐排氣閥(26)、氣體收集罐(27)、軸封調(diào)節(jié)閥(12)及兩個軸封隔離閥組(13)；

軸封組件包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一道主密封(21)、第二道輔助密封(22)及第三道隔離密封(23)；第一道主密封(21)、第二道輔助密封(22)及第三道隔離密封(23)均套接于葉輪外固定環(huán)安裝基體(16)上，第一道主密封(21)、第二道輔助密封(22)及第三道隔離密封(23)依次安裝于軸封組件安裝基體(20)上，軸封組件安裝基體(20)與殼體(19)相連接，且第一道主密封(21)、第二道輔助密封(22)、葉輪外固定環(huán)安裝基體(16)及軸封組件安裝基體(20)之間形成第一個密封腔室，第二道輔助密封(22)、第三道隔離密封(23)、葉輪外固定環(huán)安裝基體(16)及軸封組件安裝基體(20)之間形成第二個密封腔室，軸封注入系統(tǒng)(14)的出口經(jīng)軸封調(diào)節(jié)閥(12)及第一個軸封隔離閥組(13)與第一個密封腔室相連通，第二個密封腔室通過第二個軸封隔離閥組(13)、負(fù)壓控制閥(29)、軸封回流風(fēng)機(24)及收集罐排氣閥(26)與氣體收集罐(27)相連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機，其特征在于，還包括放射性測量系統(tǒng)(28)；放射性測量系統(tǒng)(28)與軸封回流風(fēng)機(24)并聯(lián)連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機，其特征在于，軸封回流風(fēng)機(24)與大氣排氣閥(25)之間的管路上連通有大氣排氣閥(25)，放射性測量系統(tǒng)(28)與大氣排氣閥(25)及收集罐排氣閥(26)鎖連。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機，其特征在于，驅(qū)動齒輪裝置包括驅(qū)動電機(4)、驅(qū)動齒輪(18)及齒輪副(17)；驅(qū)動電機(4)的驅(qū)動端(5)與驅(qū)動齒輪(18)相連接，齒輪副(17)固定于葉輪外固定環(huán)安裝基體(16)上，且齒輪副(17)與驅(qū)動齒輪(18)相嚙合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機，其特征在于，頂軸和偏心裝置包括油箱(6)、頂軸油泵(30)、油過濾器(31)、設(shè)備冷卻水系統(tǒng)(40)及油溫控制閥(7)；

葉輪外固定環(huán)安裝基體(16)位于油箱(6)的上方，葉輪外固定環(huán)安裝基體(16)的上側(cè)設(shè)置有上部徑向偏心軸承組件(36?1)及上部頂軸和偏心軸承組件(39?1)，葉輪外固定環(huán)安裝基體(16)的下側(cè)設(shè)置有下部徑向偏心軸承組件(36?2)及下部頂軸和偏心軸承組件(39?

2)，下部頂軸和偏心軸承組件(39?2)及上部頂軸和偏心軸承組件(39?1)內(nèi)均設(shè)置有相連通的軸向頂軸管路(35)及徑向偏心管路(38)，頂軸油泵(30)的入口經(jīng)油過濾器(31)與油箱(6)相連通，頂軸油泵(30)的出口與軸向頂軸管路(35)相連通；

油箱(6)內(nèi)設(shè)置有油冷卻器(3)，油冷卻器(3)的出口經(jīng)設(shè)備冷卻水系統(tǒng)(40)及油溫控制閥(7)與油冷卻器(3)的入口相連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機，其特征在于，頂軸油泵(30)的出口經(jīng)頂軸油壓力傳感器(1)及注油管線(34)與軸向頂軸管路(35)相連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機，其特征在于，上部頂軸和偏心軸承組件(39?1)及下部頂軸和偏心軸承組件(39?2)上均設(shè)置有頂軸組件溫度探測器(37)。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機，其特征在于，油箱(6)內(nèi)設(shè)置有油溫計(32)，其中，油溫計(32)與油溫控制閥(7)鎖連。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機，其特征在于，油箱(6)內(nèi)設(shè)置有油位計(33)。

說明書： 一種高溫氣冷堆主氦風(fēng)機技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于核能開發(fā)和利用的領(lǐng)域，涉及一種高溫氣冷堆主氦風(fēng)機。背景技術(shù)[0002] 球床模塊式高溫氣冷堆采用氦氣作為一回路冷卻劑，一回路冷卻劑由主氦風(fēng)機提供驅(qū)動壓頭，主氦風(fēng)機安裝在蒸汽發(fā)生器頂部，主氦風(fēng)機殼體屬于一回路冷卻劑的壓力邊

界，主氦風(fēng)機采用內(nèi)置電機驅(qū)動，驅(qū)動電機為鼠籠式異步感應(yīng)電機。電機安裝在壓力邊界內(nèi)

部，一方面不利于設(shè)備檢修和運行巡視，另外還會導(dǎo)致石墨粉塵沉積影響電氣設(shè)備的安全

運行。

[0003] 主氦風(fēng)機轉(zhuǎn)子由電磁軸承支撐，并設(shè)置輔助軸承防止事故情況下電磁軸承磨損。雖然輔助軸承擁有一定的保護能力，但是僅能保證約5次的轉(zhuǎn)子跌落事故，存在維修不便的

問題。另外，電磁軸承安裝和控制非常精密，對于安裝要求和控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、精確度

要求非常高。

發(fā)明內(nèi)容[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種高溫氣冷堆主氦風(fēng)機，該風(fēng)機能夠有效解決主氦風(fēng)機維修不便的問題，安全性及可靠性較高。

[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機包括葉輪內(nèi)固定環(huán)、葉輪外固定環(huán)、殼體及葉輪外固定環(huán)安裝基體；

[0006] 熱氣導(dǎo)管外管套接于熱氣導(dǎo)管內(nèi)管外，且熱氣導(dǎo)管外管的中部斷開，葉輪內(nèi)固定環(huán)套接于熱氣導(dǎo)管內(nèi)管外，葉輪外固定環(huán)套接于葉輪內(nèi)固定環(huán)外，且葉輪外固定環(huán)位于熱

氣導(dǎo)管外管上的斷開位置處，葉輪外固定環(huán)與葉輪內(nèi)固定環(huán)之間連接有主氦風(fēng)機葉輪，葉

輪外固定環(huán)安裝于葉輪外固定環(huán)安裝基體上，葉輪外固定環(huán)安裝基體上布置有軸封裝置、

頂軸和偏心裝置及驅(qū)動齒輪裝置。

[0007] 軸封裝置包括軸封組件、軸封注入系統(tǒng)、軸封回流系統(tǒng)、負(fù)壓控制閥、軸封回流風(fēng)機、收集罐排氣閥、氣體收集罐、軸封調(diào)節(jié)閥及兩個軸封隔離閥組；

[0008] 軸封組件包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的第一道主密封、第二道輔助密封及第三道隔離密封；第一道主密封、第二道輔助密封及第三道隔離密封均套接于葉輪外固定環(huán)安裝基體

上，第一道主密封、第二道輔助密封及第三道隔離密封依次安裝于軸封組件安裝基體上，軸

封組件安裝基體與殼體相連接，且第一道主密封、第二道輔助密封、葉輪外固定環(huán)安裝基體

及軸封組件安裝基體之間形成第一個密封腔室，第二道輔助密封、第三道隔離密封、葉輪外

固定環(huán)安裝基體及軸封組件安裝基體之間形成第二個密封腔室，軸封注入系統(tǒng)的出口經(jīng)軸

封調(diào)節(jié)閥及第一個軸封隔離閥組與第一個密封腔室相連通，第二個密封腔室通過第二個軸

封隔離閥組、負(fù)壓控制閥、軸封回流風(fēng)機及收集罐排氣閥與氣體收集罐相連通。

[0009] 還包括放射性測量系統(tǒng)；放射性測量系統(tǒng)與軸封回流風(fēng)機并聯(lián)連通。[0010] 軸封回流風(fēng)機與大氣排氣閥之間的管路上連通有大氣排氣閥，放射性測量系統(tǒng)與大氣排氣閥及收集罐排氣閥鎖連。

[0011] 驅(qū)動齒輪裝置包括驅(qū)動電機、驅(qū)動齒輪及齒輪副；驅(qū)動電機的驅(qū)動端與驅(qū)動齒輪相連接，齒輪副固定于葉輪外固定環(huán)安裝基體上，且齒輪副與驅(qū)動齒輪相嚙合。

[0012] 頂軸和偏心裝置包括油箱、頂軸油泵、油過濾器、設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及油溫控制閥；[0013] 葉輪外固定環(huán)安裝基體位于油箱的上方，葉輪外固定環(huán)安裝基體的上側(cè)設(shè)置有上部徑向偏心軸承組件及上部頂軸和偏心軸承組件，葉輪外固定環(huán)安裝基體的下側(cè)設(shè)置有下

部徑向偏心軸承組件及下部頂軸和偏心軸承組件，下部頂軸和偏心軸承組件及上部頂軸和

偏心軸承組件內(nèi)均設(shè)置有相連通的軸向頂軸管路及徑向偏心管路，頂軸油泵的入口經(jīng)油過

濾器與油箱相連通，頂軸油泵的出口與軸向頂軸管路相連通；

[0014] 油箱內(nèi)設(shè)置有油冷卻器，油冷卻器的出口經(jīng)設(shè)備冷卻水系統(tǒng)及油溫控制閥與油冷卻器的入口相連通。

[0015] 頂軸油泵的出口經(jīng)頂軸油壓力傳感器及注油管線與軸向頂軸管路相連通。[0016] 上部頂軸和偏心軸承組件及下部頂軸和偏心軸承組件上均設(shè)置有頂軸組件溫度探測器。

[0017] 油箱內(nèi)設(shè)置有油溫計，其中，油溫計與油溫控制閥鎖連。[0018] 油箱內(nèi)設(shè)置有油位計。[0019] 本發(fā)明具有以下有益效果：[0020] 本發(fā)明所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機在具體操作時，主氦風(fēng)機獨立于蒸汽發(fā)生器布置，其中，熱氣導(dǎo)管外管套接于熱氣導(dǎo)管內(nèi)管外，葉輪內(nèi)固定環(huán)套接于熱氣導(dǎo)管內(nèi)管外，葉

輪外固定環(huán)套接于葉輪內(nèi)固定環(huán)外，且葉輪外固定環(huán)位于熱氣導(dǎo)管外管上的斷開位置處，

葉輪外固定環(huán)與葉輪內(nèi)固定環(huán)之間連接有主氦風(fēng)機葉輪，在工作時，熱氣導(dǎo)管內(nèi)管內(nèi)的氦

氣自上到下流動，熱氣導(dǎo)管外管內(nèi)的氦氣自下到流動，在風(fēng)機所在空間范圍內(nèi)實現(xiàn)熱氦進

出和冷氦進出兩個流道，實現(xiàn)主氦風(fēng)機的結(jié)構(gòu)簡單化及最小化布置，另外，主氦風(fēng)機易損部

件與一回路冷卻劑不接觸，避免了易損部件被沾污的問題，實現(xiàn)主氦風(fēng)機的維修便捷性，且

安全性及可靠性較高。

附圖說明[0021] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；[0022] 圖2為軸封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0023] 圖3為驅(qū)動齒輪裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0024] 圖4為頂軸和偏心裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0025] 其中，1為頂軸油壓力傳感器、2為熱氣導(dǎo)管外管、3為油冷卻器、4為驅(qū)動電機、5為驅(qū)動端、6為油箱、7為油溫控制閥、8為主氦風(fēng)機葉輪、9為葉輪內(nèi)固定環(huán)、10為葉輪外固定

環(huán)、11為熱氣導(dǎo)管內(nèi)管、12為軸封調(diào)節(jié)閥、13為軸封隔離閥組、14為軸封注入系統(tǒng)、15為軸封

回流系統(tǒng)、16為葉輪外固定環(huán)安裝基體、17為齒輪副、18為驅(qū)動齒輪、19為殼體、20為軸封組

件安裝基體、21為第一道主密封、22為第二道輔助密封、23為第三道隔離密封、24為軸封回

流風(fēng)機、25為大氣排氣閥、26為收集罐排氣閥、27為氣體收集罐、28為放射性測量系統(tǒng)、29為

負(fù)壓控制閥、30為頂軸油泵、31為油過濾器、32為油溫計、33為油位計、34為注油管線、35為

軸向頂軸管路、36?1為上部徑向偏心軸承組件、36?2為下部徑向偏心軸承組件、37為頂軸組

件溫度探測器、38為徑向偏心管路、39?1為上部頂軸和偏心軸承組件、39?2為下部頂軸和偏

心軸承組件、40為設(shè)備冷卻水系統(tǒng)。

具體實施方式[0026] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，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)明一部分的實施例，不是全部的實施例，而并非要限制本發(fā)明公開的范圍。此外，在以

下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要的混淆本發(fā)明公開的概念?；?br>
本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他

實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護的范圍。

[0027] 在附圖中示出了根據(jù)本發(fā)明公開實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。這些圖并非是按比例繪制的，其中為了清楚表達(dá)的目的，放大了某些細(xì)節(jié)，并且可能省略了某些細(xì)節(jié)。圖中所示出的

各種區(qū)域、層的形狀及它們之間的相對大小、位置關(guān)系僅是示例性的，實際中可能由于制造

公差或技術(shù)限制而有所偏差，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際所需可以另外設(shè)計具有不同形

狀、大小、相對位置的區(qū)域/層。

[0028] 參考圖1，本發(fā)明所述的高溫氣冷堆主氦風(fēng)機包括葉輪內(nèi)固定環(huán)9、葉輪外固定環(huán)10、殼體19及葉輪外固定環(huán)安裝基體16；熱氣導(dǎo)管外管2套接于熱氣導(dǎo)管內(nèi)管11外，且熱氣

導(dǎo)管外管2的中部斷開，葉輪內(nèi)固定環(huán)9套接于熱氣導(dǎo)管內(nèi)管11外，葉輪外固定環(huán)10套接于

葉輪內(nèi)固定環(huán)9外，且葉輪外固定環(huán)10位于熱氣導(dǎo)管外管2上的斷開位置處，葉輪外固定環(huán)

10與葉輪內(nèi)固定環(huán)9之間連接有主氦風(fēng)機葉輪8，在工作時，熱氣導(dǎo)管內(nèi)管11內(nèi)的氦氣自上

到下流動，熱氣導(dǎo)管外管2內(nèi)的氦氣自下到流動，殼體19位于熱氣導(dǎo)管外管2外，且殼體19與

熱氣導(dǎo)管外管2之間有間隙，葉輪外固定環(huán)10安裝于葉輪外固定環(huán)安裝基體16上，葉輪外固

定環(huán)安裝基體16上布置有軸封裝置、驅(qū)動齒輪裝置及頂軸和偏心裝置。

[0029] 參考圖2，軸封裝置包括軸封組件、軸封注入系統(tǒng)14及軸封回流系統(tǒng)15，軸封組件包括內(nèi)向外分別為第一道主密封21、第二道輔助密封22及第三道隔離密封23，第一道主密

封21、第二道輔助密封22及第三道隔離密封23均套接于葉輪外固定環(huán)安裝基體16上，第一

道主密封21、第二道輔助密封22及第三道隔離密封23依次安裝于軸封組件安裝基體20上，

軸封組件安裝基體20與殼體19相連接，且第一道主密封21、第二道輔助密封22、葉輪外固定

環(huán)安裝基體16及軸封組件安裝基體20之間形成第一個密封腔室，第二道輔助密封22、第三

道隔離密封23、葉輪外固定環(huán)安裝基體16及軸封組件安裝基體20之間形成第二個密封腔

室，軸封注入系統(tǒng)14的出口經(jīng)軸封調(diào)節(jié)閥12、第一個軸封隔離閥組13與第一個密封腔室相

連通，第二個密封腔室通過第二個軸封隔離閥組13、負(fù)壓控制閥29、軸封回流風(fēng)機24及收集

罐排氣閥26與氣體收集罐27相連通，放射性測量系統(tǒng)28與軸封回流風(fēng)機24并聯(lián)連通，軸封

回流風(fēng)機24與大氣排氣閥25之間的管路上連通有大氣排氣閥25，放射性測量系統(tǒng)28與大氣

排氣閥25及收集罐排氣閥26鎖連。

[0030] 其中，第一道主密封21用于防止一回路冷卻劑泄漏的作用，正常運行時內(nèi)部壓力為一回路冷卻劑壓力(7MPa)，外部由軸封注入系統(tǒng)14提供7.2MPa壓力的干凈冷氦氣，且壓

力由軸封調(diào)節(jié)閥12控制，干凈冷氦氣在壓差的作用下由內(nèi)向外流過第一道主密封21進入主

回路；第二道輔助密封22用于承擔(dān)減少干凈冷氦氣消耗量的作用，將第一道主密封21減壓

引漏至軸封回流系統(tǒng)15；同時在第一道主密封21失效和軸封注入系統(tǒng)14故障情況下代替第

一道主密封21，降低一回路冷卻劑向環(huán)境擴散的風(fēng)險，另外可以將通過第一道主密封21及

第二道輔助密封22的一回路冷卻劑回收至軸封回流系統(tǒng)15中，正常運行期間，第二道輔助

密封22減壓后軸封回流系統(tǒng)15入口的壓力為?10pa，由軸封回流風(fēng)機24及負(fù)壓控制閥29保

證。第三道隔離密封23外為大氣環(huán)境，在軸封回流風(fēng)機24運行時，使第二個密封腔室形成

約?10pa的負(fù)壓，大氣經(jīng)過第三道隔離密封23在壓差作用下由外向內(nèi)流動進入第二個道密

封腔室，并被軸封回流風(fēng)機24抽出，軸封回流風(fēng)機24入口處設(shè)置有負(fù)壓控制閥29，用于控制

第二個道密封腔室的負(fù)壓值。在軸封回流系統(tǒng)15的排放管線上引出一路進入放射性測量系

統(tǒng)28中，當(dāng)排氣檢測無放射性時，則放射性測量系統(tǒng)28控制大氣排氣閥25開啟，收集罐排氣

閥26關(guān)閉，軸封排氣直接排向大氣；當(dāng)排氣檢測出含有放射性時，放射性測量系統(tǒng)28控制大

氣排氣閥25關(guān)閉，收集罐排氣閥26開啟，軸封排氣被氣體收集罐27收集，防止放射性氣體進

入大氣污染環(huán)境中。

[0031] 參考圖3，驅(qū)動齒輪裝置包括驅(qū)動電機4、驅(qū)動齒輪18及齒輪副17；驅(qū)動電機4的驅(qū)動端5與驅(qū)動齒輪18相連接，齒輪副17固定于葉輪外固定環(huán)安裝基體16上，且齒輪副17與驅(qū)

動齒輪18相嚙合，驅(qū)動電機4為6.6k變頻電機。

[0032] 參考圖4，頂軸和偏心裝置包括油箱6、頂軸油泵30、油過濾器31、頂軸油壓力傳感器1、注油管線34、設(shè)備冷卻水系統(tǒng)40及油溫控制閥7；

[0033] 葉輪外固定環(huán)安裝基體16位于油箱6的上方，葉輪外固定環(huán)安裝基體16的上側(cè)設(shè)置有上部徑向偏心軸承組件36?1及上部頂軸和偏心軸承組件39?1，葉輪外固定環(huán)安裝基體

16的下側(cè)設(shè)置有下部徑向偏心軸承組件36?2及下部頂軸和偏心軸承組件39?2，下部頂軸和

偏心軸承組件39?2及上部頂軸和偏心軸承組件39?1內(nèi)均設(shè)置有相連通的軸向頂軸管路35

及徑向偏心管路38，頂軸油泵30的入口經(jīng)油過濾器31與油箱6相連通，頂軸油泵30的出口經(jīng)

頂軸油壓力傳感器1及注油管線34與軸向頂軸管路35相連通。上部頂軸和偏心軸承組件39?

1上及下部頂軸和偏心軸承組件39?2均設(shè)置有頂軸組件溫度探測器37。

[0034] 油箱6內(nèi)設(shè)置有油冷卻器3，油冷卻器3的出口經(jīng)設(shè)備冷卻水系統(tǒng)40及油溫控制閥7與油冷卻器3的入口相連通，油箱6內(nèi)設(shè)置有油溫計32及油位計33，其中，油溫計32與油溫控

制閥7鎖連。

[0035] 通過油過濾器31過濾潤換油中雜質(zhì)，防止磨損，頂軸油泵30及油過濾器31的數(shù)目均為兩個，采用一備一用的運行方式，通過頂軸油壓力傳感器1用于測量頂軸油壓。通過軸

向頂軸管路35保證葉輪外固定環(huán)安裝基體16在固定軸向位置，從而控制主氦風(fēng)機整體的轉(zhuǎn)

動部件在軸向方向位移滿足要求，徑向偏心管路38保證上部徑向偏心軸承組件36?1及下部

徑向偏心軸承組件36?2，徑向偏心管路38及軸向頂軸管路35出來的油在重力的作用下掉落

到油箱6內(nèi)，在工作時，根據(jù)油溫計32測量得到的數(shù)據(jù)控制油溫控制閥7的開度，使得油箱6

內(nèi)的油維持在40℃左右。