содержание   ..  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  ..

4.2.2.

Конструктивные схемы водяных насосов с механическим уплотнением вала, применяемые на АЭС



На рис. 4.9 представлена схема насоса с нижним гидростатическим подшипником (ГСП), верхним выносным подшипниковым блоком и отдельным выносным приводом. Нижний опорный ГСП
питается жидкостью (горячей водой) от основного колеса. Верхний опорный и упорный подшипники смазываются минеральным маслом в циркуляционном режиме. Такая схема наиболее приемлема для реакторов с водой под давлением (типа ВВЭР). Применение их в кипящих реакторах (корпусных и канальных) следует признать менее целесообразным, так как у этих типов реакторов возможны аварийные режимы, связанные с возникновением кавитации в насосе. Поэтому для предотвращения выхода из строя ГСП приходится предусматривать питание его в таких режимах от постороннего источника, что сильно усложняет схему.

В качестве одного из мероприятий, предотвращающих выход подшипника из строя при- возникновении режима кавитации в рабочем колесе, можно предусмотреть устройство так называемого «пускового пояска» в ГСП.

Это устройство представляет собой неподвижную втулку из си-лицированного графита, крепящуюся в корпусе подшипника. Зазор между этой втулкой и валом делается несколько меньше, чем зазор в ГСП. При наличии нормального питания ГСП водой вал не касается пускового пояска. При исчезновении питания ГСП от рабочего колеса насоса подшипник на участке «пускового пояска» переходит на режим работы гидродинамического подшипника. При этом в контакт с неподвижной втулкой из силицированного графита вступает втулка вала, наплавленная твердым сплавом, а на участке ГСП вал неподвижной втулки не касается.

Насос, выполненный по данной схеме, помимо системы обеспечивающей работу механического уплотнения, и систем, обеспечи-вающих электропривод, имеет следующие системы: система питания ГСП; аварийная система питания ГСП; масляная система; аварийная система уплотнения вала.

Рис. 4.9. Схема насоса с нижним гидростатическим подшипником:
1 — рабочее колесо; 2 — гидростатический подшипник; 3 —механическое уплотнение вала; 4 — радиально-упорный подшипник; 5 — муфта; 6 — электропривод

Рис. 4.10. Схема насоса с вынесенными подшипниками:
1 — рабочее колесо; 2 — подшипник: 3 — механическое уплотнение; 4 — вспомогательное колесо; 5 — опорные подшипники; 6 — упорный подшипник; 7 — система питания подшипников

На рис. 4.10 представлена схема насоса с вынесенными подшипниками (гидродинамическими или гидростатическими) выносным приводом. Такая схема для кипящих реакторов более целесообразна, чем схема на рис.4.9. Эта схема во многом напоминает бессальниковый насос, отличается от него наличием механического уплотнения, что позволило применить выносной привод. В этой схеме опорные подшипники могут быть выполнены как гидростатическими, так и гидродинамическими. Упорный подшипник выполняется гидродинамическим, так как для вертикального насоса трудно обеспечить нормальное прохождение режимов пуска и остановки при гидростатическом опорном подшипнике.

Для обеспечения требуемого температурного режима подшипников служит автономный контур охлаждения с холодильником и вспомогательным колесом. От этого же вспомогательного колеса могут питаться ГСП. Так как в автономном контуре температура ниже, чем в основном циркуляционном контуре (на всасывании основного рабочего колеса), то при кавитации в основном колесе, кавитации во вспомогательном колесе не наступает и ГСП продолжают нормально питаться водой, что делает ненужным устройство аварийного питания ГСП. Проставка позволяет осу-ществлять при необходимости демонтаж механического уплотнения без демонтажа электродвигателя, что создает дополнительные удобства при эксплуатации. Отсутствие работающих в режиме циркуляционной смазки выносных подшипников позволяет отказаться от сложной системы смазки и повышает надежность насосного агрегата.

Следует отметить, что наличие автономного контура охлаждения при малых протечках через механическое уплотнение позволяет безопасно для уплотнения продолжать эксплуатацию насоса при прекращении подачи запирающей воды в механическое уплотнение. Применение механических уплотнений с малыми протечками позволяет также отказаться от аварийной системы уплотнения вала.

Приведенные выше обстоятельства позволяют высказаться в пользу конструктивной схемы по рис. 4.10 не только в случае применения ее для насосов кипящих реакторов, но и для насосов некипящих реакторов типа ВВЭР.

Механическое уплотнение представляет собой устройство, с помощью которого вал выводится из рабочей полости насоса с малым зазором (осевым или радиальным) между неподвижными и вращающимися деталями. За счет создания малого зазора достигаются и малые протечки. Для того чтобы вообще в насосе с механическим уплотнением ликвидировать протечки воды из внутреннего контура, в механическое уплотнение подается чистая запирающая вода из внешнего контура. Запирающая вода с давлением несколько большим, чем во внутреннем контуре, подается

с помощью вспомогательного насоса. Запирающая вода через зазоры в механическом уплотнении поступает частично во внутреннюю полость насоса, а частично наружу.

Таким образом достигается отсутствие протечек из насоса воды внутреннего контура.

Механические уплотнения бывают неподвижные (с невращаю-щимися деталями) и подвижные (с вращающимися деталями).

Неподвижные механические уплотнения представляют собой различного рода дроссельные устройства. Самым простым механическим уплотнением является длинный кольцевой зазор, образуемый между неподвижной втулкой и вращающимся валом (рис. 4.11).

При параметрах и размерах реально создаваемых насосов в такого типа уплотнениях протечки достигают 100 м3/ч и более. Несколько меньшую протечку можно получить, если вместо щели применить лабиринтное уплотнение с канавками. Практически протечки с помощью этих устройств можно уменьшить в 1,25—2 раза.

Разновидностью неподвижных механических уплотнений является уплотнение с плавающими кольцами (рис. 4.12).

В этих уплотнениях при условии обеспечения радиальной подвижности колец можно выполнить существенно меньший, чем у дроссельных втулок, радиальный зазор и, следовательно, резко снизить протечки. На реальных уплотнениях с плавающими коль-цами протечки удается снизить не менее чем в 10 раз по сравнению с гладкими протечками в уплотнениях щелевыми сопротивлениями.

Рис. 4.12. Уплотнение с плавающими кольцами;
1 — приводной конец вала; 2 — концевое уплотнение; 3 — плавающие кольца; 4 — подача холодной воды

содержание   ..  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  ..