ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Торцовое уплотнение вала из "Главные циркуляционные насосы АЭС " В качестве подходящего, т. е. отвечающего требованиям эксплуатации на АЭС и наиболее перспективного типа уплотнения вращающегося вала в ГЦН для АЭС, может рассматриваться только торцовое уплотнение. Принципиальное его отличие от уплотнения с радиальным зазором заключается в том, что торцовая уплотняющая щель является плоской, тогда как радиальная имеет цилиндрическую форму. Предпочтение плоской (торцовой) щели по сравнению с цилиндрической (радиальной) отдано потому, что технологически очень трудно обработать цилиндрические круговые поверхности с отклонением в несколько микрон, и с увеличением диаметра эти трудности возрастают. Плоские поверхности с необходимой точностью могут быть сравнительно легко получены притиркой, а их неплоскостность может быть доведена до долей микрона даже при больших диаметрах уплотнений. Поэтому при высоком давлении и прочих равных условиях торцовая щель в подвижном контакте всегда будет герметичнее радиальной щели. Кроме того, величину торцовой щели относительно просто регулировать с помощью гидростатических и гидродинамических элементов конструкции, так как при осевых перемещениях ее поверхности смещаются в основном параллельно, не изменяя существенно формы зазора, в то время как в радиальной щели форма зазора при смещении цилиндрических поверхностей меняется. [c.76] В связи со сложностью процессов, сопровождающих работу уплотняющих поверхностей, пока нет единой теории, которая позволяла бы с достаточной точностью получать расчетным путем необходимые параметры и характеристики уплотнения, в частности распределение давления и коэффициент трения в зазоре, расход запирающей жидкости, температурный режим уплотняющих поверхностей, скорость их износа [34—38]. Поэтому при создании новых торцовых уплотнений приходится ориентироваться главным образом на экспериментальную отработку. Проводимые при проектировании расчеты [39—41] позволяют лищь с некоторой определенностью наметить основные размеры элементов уплотнения. Целесообразно упомянуть только об одном, наиболее характерном параметре торцовых уплотнений — коэффициенте нагруженности, от значения которого в большой степени зависят надежность и ресурс уплотнения. [c.76] По величине рабочего зазора, а также по принципу его поддержания торцовые уплотнения делят на гидростатические и гидродинамические. [c.77] В гидростатическом уплотнении благодаря тщательно сбалансированному соотношению между геометрическими размерами уплотняющих поверхностей и давлениями, действующими в зоне уплотняющего стыка, поддерживается постоянный рабочий зазор 10—30 мкм. Сравнительно большие протечки (0,5—1,5 м /ч) через торцовый зазор позволяют более уверенно прогнозировать вид эпюры давления в зазоре, что облегчает балансировку сил, действующих в осевом направлении на уплотняющие элементы. Протечки, кроме того, интенсивно отводят тепло, выделяющееся при трении, что уменьшает температурные градиенты, а следовательно, и термические деформации. Благодаря отсутствию износа от. истирания уплотняющих элементов облегчается выбор материалов для них. [c.77] В гидродинамическом уплотнении зазор между уплотняющими поверхностями существенно меньше, чем в гидростатическом (единицы и даже доли микрона). Гидродинамический клин в уплотняющем стыке образуется за счет микронеровностей и волнообразной деформации (несколько микрон) уплотняющих поверхно-сей, возникающей в зоне трения вследствие разницы температур между элементами уплотнения. Поэтому такие уплотнения иногда называют термодинамическими. Для облегчения условий возникновения гидродинамического клина на уплотняющей поверхности рядом с рабочим пояском можно предусмотреть гидродинамическую ступень, выполняющую функции осевого подшипника, но, конечно, не подменяющего последний. Не участвуя непосредственно в создании уплотняющего контакта, гидродинамическая ступень облегчает условия работы плоского уплотняющего пояска, снижая трение и выделяемое тепло, что в целом благоприя,тно сказывается на работе уплотнения, повышает его надежность и долговечность. [c.79] Эксперименты подтвердили возможность создания торцового гидродинамического уплотнения, длительно работающего при перепаде давления до 10 МПа с протечками 1—10 л/ч. Износ( при этом не превышает 3—4 мкм за несколько тысяч часов работы. [c.81] С учетом изложенного при конструировании такого уплотнения для ГЦН реактора РБМК было принято двойное торцовое уплотнение (рис. 3.34) [45]. В насос и наружу давление срабатывается на одной ступени, каждая из которых способна работать при перепаде от О до 10 МПа. Запирающая вода при давлении 9 МПа подается в полость 8. Часть ее через нижнюю (контурную) ступень проходит в насос, а другая часть через верхнюю (атмосферную) сливается в специальную емкость. Контактные кольца 3 а 4, образующие уплотняющий стык, выполнены из силициро-ванного графита. Для обеспечения требуемого температурного режима в корпус уплотнения встроены два теплообменника 9 и 12. Один из них отводит тепло, идущее от основного контура по валу насоса, а второй — возникающее в трущихся элементах уплотнения. Конструкция уплотнения выполнена таким образом, что при прекращении подачи уплотняющей воды оно автоматически переходит в режим работы на контурной воде. Мощности встроенных холодильников в этом случае достаточно для поддержания температуры уплотнения в заданных пределах, поэтому время работы ГЦН в таком режиме неограничено. Уплотнение собирается в корпусе 2, и монтаж его в ГЦН осуществляется единым блоком, что дает возможность оперативно проводить замену или ремонт уплотнения (рис. 3.35). Кроме того, блок отдельно можно испытать на стенде, чтобы убедиться в его исправности . [c.82] Ниже приводятся некоторые рекомендации, которые полезно учитывать при проектировании гидродинамических уплотнений с минимальными протечками. [c.82] Схема питания этого уплотнения рассмотрена в гл. 4. [c.82] Вернуться к основной статье