ČESKOSLOVENSKA SO CIALISTIC KÁ R E P U B L I K A W V MPT F 04 á 23/42 Přihlášeno 14. XI. 1970 (PV 7Gd3-70) PT 5s b 2 Vyloženo 20. XI. 1972 ÚŠAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY Vydáno 15. IX. 1973 MDT 621.67 Autor vynálezu Ing. ZDENĚK ZAPLETAL, OLOMOUC, ing. ANTONÍN CHAMRÄD, FRANTIŠEK ŠÍCHA, ing. KAROL PAWERA, OSTRAVA, ing. JAN HRUBEC a ing. ARTUR KOVAL, OLOiMOUC Těleso odstředivého čerpadla 1 Vynález se týká tělesa odstředivého čerpadla, zejména pro primární okruhy jaderných elektráren a způsobu jeho výroby. Dosud známá konstrukční provedení těles čerpadel pro primární okruhy jaderných elektráren jsou všeobecně řešena tak, aby je bylo možno odlévat. Vzhledem k vysokým tlakům a teplotám, jakož i druhu čerpacího média v primárních systémech, jsou kvalitativní požadavky na provedení těchto těles velmi vysoké a musí splňovat náročné podmínky především z pevnostního, dále materiálového a konečně i výrobního hlediska. Známé konstrukce řeší tyto náročné podmínky převážně tak. že používají odlévaného tělesa z nerezavějících ocelí austenitického typu. Tyto druhy ocelí však mají poměrně nízké přípustné namáhání, takže pro dané provozní podmínky vychází potřebná tloušťka stěny tělesa a tím i jeho váha přiliš vysoká. Dále jsou také známa konstrukční řešení, u nichž je lité těleso z nízkolegovaných materiálů opatřeno na funkčním povrchu návaru z koamivzdcrného austenitického materiálu. Tato řešení mají však obdobné nevýhody jako řešení předcházející, neboť i v těchto případech vychází velká tloušťka stěny a tím i velká váha tělesa. Používané tvary těles jsou různé a jsou známa tělesa spirálová, hruškovitá, válcová a podobně, přičemž tvar kulový, z hlediska pevnostního optimální, je při odlévaném i kovaném konstrukčním-provedení výrobně nejobtížnější a tedy velmi 5 nevýhodný. Pokud jde o způsob výroby těles, provádí se, jak již byk> uvedeno, zejména odléváním, což je vzhledem k jejich používaným tvarům i rozměrům výrobně velmi náročné a vede ke značnému množství vý- robních zmetků, neboť vždy nezaručuje požadovanou rovnoměrnost kvality jak v jednotlivých funkčních místech každého tělesa výrobní série. Poněvadž kvalitativní vady jsou zjistitelné defektoskopií až po od- 15 lití těles, přichází nazmar, po vyřazení vadných těles z dalšího výrobního, procesu, velké množství vynaložené práce. Vynález odstraňuje v převážné míre uváděné nevýhody a nedostatky a řeší předně 50 problém takové konstrukce tělesa, kde by se využilo pevnostně nejvýhodnějšího jeho tvaru, to je kulového, a dále problém vytvořeni tohoto tělesa efektivnějším způsobem výroby než dříve a tak, aby byly v plném 25 rozsahu splněny kvalitativní požadavky na výrobek. Tento úkol řeší vynález, kterým je těleso odstředivého čerpadla, zejména pro primární okruhy jaderných elektráren, všeobecně 30 rotačního geometrického tvaru, opatřené 1 5 0 4 6 2
3 hrdly a dalšími připojovacími kusy, a u něhož jsou íunkční plachy z korozivzdorného austeniticlcého materiálu, a jeho podstata lišky tvaru kulových úsečí, vzájemně nerozebíratelně spojených na větším průměru ú- sečí, přičemž příruba, sací hrdlo a výtlačné hrdlo jsou s díly spojeny nerozebíratelně nebo jsou jejicli součástmi. Podstatou vynálezu je, že díly jsou vytvořeny z plechu z nízkolegované uhlíkaté oceli a opatřeny vnitřní vrstvou z austenitického materiálu. Podstatou vynálezu je, že díly jsou vytvořeny z plechu z austenitiokého materiálu. Konečne je podstatou vynálezu, že alespoň výtlačné hrdlo je vytvořeno jako výkovek. Příkladné provedení vynálezu je schematicky znázorněno na připojených výkresech, kde obr. 1 je osový řez tělesem čerpadla v jednom alternativním provedení; 0'br. 2 je osový řez tělesem čerpadla jiného alternativního provedení. Podle obr. 1 sestává těleso, odstředivého čerpadla podle vynálezu v podstatě ze dvou dílů, a to horního dílu 11 a spodního dílu 12. Tyto díly 11, 12 jsou vytvořeny jako výlisky tvaru kulových úsečí a jsou vzájemně nerozebíratelně spojeny na větším průměru úsečí, a to středovým svarem 18. Na menším průměru horního dílu 11 je vytvořen průchozí horní otvor 14 a je k tomuto hornímu dílu 11 nerozebíratelně připojena horním přírubovým svarem 19 příruba 13. Příruba 13 slouží pro rozebíratelné spojení s dalšími částmi čerpadla, které pro jednoduchost nejsou znázorněny, nebof nejsou vzhledem k podstatě vynálezu důležité. Na spodním dílu 12 je rovněž na jeho^ menším průměru vytvořen spodní průchozí otvor 2G, ke kterému je spodním přírubovým svarem 19' nerozebíratelně připojeno sací hrdlo 15. V kulové části tělesa je upraven další stranový průchozí otvor 21, ke kterému je nerozebíratelně připojeno' příčným svarem výtlačné hrdlo 16 pro výstup čerpaného média. Jak již bylo uvedeno jsou oba díly 11, 12 vytvořeny jako výlisky z plechu nebo z naplátovaných plechů ze svařitelné oceli, zatímco příruba 13, sací hrdlo 15 a výtlačné hrdlo 18 jsou výkovky z materiálu stejné či obdobné kvality a vlastností. Všechny funkční plochy tělesa jsou opatřeny vrstvou 17 z korozivzdorného austenitického materiálu, tvořenou kupříkladu návarem či nástřikem, pokud nejsou již funkční plochy naplátovány. Podle obr. 2 je těleso čerpadla opět tvořeno dvěma díly tvaru dutých částečných polokoulí, a to horním dílem 11' a spodním dílem 12', které jsou na svém vnějším průměru nerozebíratelně spojeny středovým svarem 18'. Jak je patrno z O'BR. 2, přímou částí horního dílu 11' je připojovací hrdlo 22, zatímco přímou částí spodního dílu 12' 15 0 4 8 2 je sací hrdlo 15', přičemž k připojovacímu hrdlu 22 je přivařena příruba 13' a k sacímu hrdlu 15' je přivařen připojovací kus 23. Pouze výtlačné hrdlo 16' je vtomto pří-, padě výkovek nebo výlisek a je ke stranovému otvoru 21' připojeno příčným svarem '. I v tomto příkladném provedení jsou vnitřní funkční iplochy tělesa čerpadla opatřeny souvislou vrstvou 17' tak, jak je tomu m u příkladného provedeni podle obr. 1. Těleso, odstředivého čerpadla podle obr. 1 se vyrábí tak, že z plechu nebo naplátovaného plechu, potřebných pevnostních vlastností a požadované kvality se vylisují v u 4 podstatě stejné duté polokoule. Ze stejného nebo obdobného materiálu ze zhotoví výkovky příruby 13, sacího hrdla 15 a výtlačného hrdla 16. Výlisky i výkovky se pak kupříkladu tepelně zušlechtí, aby se u nich dosáhlo ještě lepších pevnostních vlastností. Vylisované duté polokoule, tvořící horní díl 11 a spodní díl 12, se opatří na vnitřním povrchu vrstvou 17 z nerezového austenitického materiálu. Stejnou vrstvou 17 se»» opatří i vnitřní plochy příruby 13, sacího hrdla 15 a výtlačného hrdla 16. Díly 11, 12 se prozatímně spojí, kupříkladu bodovým svarem, a na horním dílu 11 se vytvoří horní otvor 14, na spodním dílu 15 12 se vytvoří spodní průchozí otvor 20, přičemž dále se vytvoří stranový průchozí otvor 21. Potom se horní díl 11 spojí se spodním dílem 12 svými většími průměry středovým svarem 18, k průchozímu hornímu otvoru 14 se přivaří horním přírubovým svarem 19 příruba 13, ke spodnímu průchozímu otvoru 20 se spodním přírubovým svarem 19' přivaří sací hrdlo 15 a ke stranového průchozímu otvoru 21 se příčným svarem přivaří výtlačné hrdlo 16. S výhodou se svary provedou automatizovaným způsobem, přičemž svarový kov odpovídá materiálu svařovaných součástí. Poněvadž jde o poměrně velké a tedy i těžké součásti, * s je vhodné pro výrobu opatřit stejné plochy dílů 11, 12 zámkem známého provedení. Další variantou způsobu výroby je případ, kdy se vyrábí těleso podle obr. 2. V tomto případě se opět vylisují dvě duté částečné " polokoule z plechu tak, že na zmíněných částečných polokoulích jsou již vytvarovány připojovací hrdlo 22 na horním dílu 11' a sací hrdlo 15' na spodním dílu 12' a pouze výtlačné hrdlo 16' je jako výkovek nebo vý- " lišek zvláště připojeno příčným svarem '. V tomto případě se. k připojovacímu hrdlu 22 nerozebíratelně připojí příruba 13' a k sacímu hrdlu 15' připojovací kus 23, kupříkladu svary 19, 19'. Ostatní části výrobního M 65 postupu zůstávají obdobné ja'ko v případě způsobu výroby tělesa podle obr. 1. Příkladné provedení vynálezu či způsobu vyroby tak, jak bylo uvedeno, není jediným možným řešením. Tak je kupříkladu možné, aby v podstatě kulový tvar tělesa měl i jiný rotační tvar, například elipsoidový a podobně. Dále je samozřejmě možná různá
1 5 04 B 2 kombinace v provádění výlisku jednotlivých dílů či částí, k'teré se navzájem spojují dále kombinace jejich materiálového provedeni podle podstaty vynálezu. Řešení podle vynálezu je především upo- f třebitelné u odstredivých čerpadel pro primární okruhy jaderných elektráren, lze však je využít i všeobecně pri výrobe jiných tlakových nádob kulového. či jiného rotačního tvaru s přípojkami na potrubní systémy i«relativně velkého průměru. Předností navrhovaného 'konstrukčního řešení je, že se při něm využívá pevnostně optimálního kulového tvaru tělesa současně s tím, že těleso je 16 z materiálů vyšší pevnosti. To je také předpoklad pro snížení tloušťky stěn výrobků o- proti obvyklým a známým řešením a v důsledku toho i snížení váhy výrobků. Způsob výroby lisováním, předpokládaný podle vynálezu, je u výrobků tohoto druhu snadněji = zvládnutelný a technicky i ekonomicky pro- B gresivnější, než je tomu například při odlévání. Výchozí materiál pro výrobu tělesa je materiál předem dobře přetvářený válcováním nebo kováním, a tedy také daleko homogennější než materiál litý. Tím je také daleko menší riziko zmetků z důvodů vnitřních i povrchových materiálových vad. Kladem také je, že tento materiál je navíc možno, již před vlastním lisováním defektoskopicky prověřit a při zjištění vnitřních vad lze jej předem vyloučit z dalšího zpracovatelského cyklu těchto výrobků a dále ho použít jiným vhodným způsobem. Tak dochází k maximální možné úspoře práce, vkládané do předmětného výrobku, přičemž výrobek má nižší váhu, než tomu bylo dříve, a je kvalitnější a, jak již bylo uvedeno, jeho výroba je technicky i ekonomicky progresivnější i všeobecně hospodárnější při zachování požadovaných funkčních vlastností výrobku. PftEDMÉT 1. Těleso odstředivého čerpadla, zejména pro primární okruhy jaderných elektráren, rotačního geometrického tvaru, opatřené JS hrdly a dalšími připojovacími kusy, u nichž jsou funkční plochy z korozivzdorného austenitického materiálu, vyznačené tím, že sestává alespoň z horního dílu (11, 11'] a spodního dílu (12, 12'), vytvořených jako. 30 výlisky tvaru kulových úsečí, vzájemně nerozebíratelně spojených na větším průměru úsečí, přičemž příruba (13, 13'), sací hrdlo (15, 15'] a výtlačné hrdlo (16, 16] jsou s horními a spodními díly (11, 11'. 12, 12') VYNALEZU 2 listy výkresů spojeny nerozebíratelně nebo jsou jejich součástmi. 2. Těleso podle bodu 1 vyznačené, tím že horní a spodní díly [11, 11', 12, 12'] jsou vytvořeny z plechu z nízkolegované uhlíkaté oceli a opatřeny vnitřní vrstvou (17, 17') z austep.itického materiálu. 3. Těleso podle bodu 1 vyznačené tím. že horní a dolní díly (11, 11', "12, 12'] jsou vytvořeny z plechu z austenitického materiálu. 4. Těleso podle bodu 1 vyznačené tím, že alespoň výtlačné hrdlo (16, 16') je vytvořeno jako. výkovek- sovero^mfia, 11. p., provozi.vtfn 32. M-jst
1 5 O 4 B 2
1 5 O 4 B 2