ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Отработка узлов уплотнения вала из "Главные циркуляционные насосы АЭС " Отработка уплотнения с плавающими кольцами. Напор, срабатываемый в уплотнении циркуляционных насосов, составляет 8—16 МПа. Такой перепад давления заставляет предусматривать несколько ступеней уплотнения. Обычно перепад, срабатываемый на одной ступени, выбирается компромиссно исходя из Допустимой протечки и допустимой длины вала под уплотнением. Поскольку от перепада давления, срабатываемого на одной ступени, зависят центрирующие силы и силы трения кольца о неподвижный упор, перепад давления на одной ступени рекомендуется принимать равным 1—1,5 МПа. [c.233] Для исследования работоспособности и получения рабочих характеристик плавающих колец целесообразно иметь два стенда. Один — для испытания единичного кольца, другой — для испытания натурного блока уплотнения. [c.233] Размер радиального зазора влияет на величину протечки через уплотнение, поэтому для определения радиального зазора берутся усредненные значения диаметров вала и кольца с поправкой на разницу температурных коэффициентов объемного расширения материалов кольца и вала. [c.235] На первом этане (вал не вращается) экспериментально проверяется величина протечек при минимальном перепаде давления на кольце, расчетной высоте уплотнительных колец и нулевом эксцентриситете кольца относительно вала и рассчитывается по общепринятой методике [8]. Возможное расхождение результатов расчета и эксперимента объясняется главным образом геометрическими искажениями уплотнительной щели. На изменение зазора между кольцом и валом при наличии давления в стенде в значительной степени влияет деформация деталей уплотнения и корпуса стенда, поэтому при проектировании стендов для исследования уплотнений с такими габаритами особое внимание должно быть обращено на сведение к минимуму деформаций, вызываемых перепадом давления и изменением температурного режима. [c.235] Выражения (7.4) и (7.5) составлены исходя из предположения об идеальной геометрии рабочих поверхностей и отсутствии перекоса. Величины Т и Гмакс можно определить несколькими методами. [c.236] По графику в соответствии с (7.5) при x = 6 = Adl2, где Ad— диаметральный зазор (т. е. при е=0), определяется сила трения, а затем по (7.3) и (7.4)—максимальная подъемная сила кольца. [c.236] Второй метод применим только в тех случаях, когда Гмакс 7 -При этом при освобождении кольца в крайнем положении (е=1) оно отходит от вала на некоторое расстояние В = б(1—ел), где Eh — относительный эксцентриситет после окончания движения кольца. В дальнейшем для краткости процесс перемещения кольца от вала под действием подъемной силы будем называть всплытием , а В — величиной всплытия. [c.236] Измеряя усилие, необходимое для страгивания кольца из соосного положения ( =0), в соответствии с (7.5) получаем значение силы трения. [c.236] Получив удовлетворительные параметры для одного кольца, можно приступить к исследованиям натурного уплотнения. На этом этапе испытательное устройство должно позволять исследовать работоспособность колец различного конструкционного исполнения (неразгруженных и разгруженных) для таких случаев биение вала меньше радиального зазора биение вала равно радиальному зазору биение вала больше радиального зазора. [c.237] Для проведения экспериментов был спроектирован стенд (рис. 7.17), позволявший в широком диапазоне давлений (до 160 МПа), линейных размеров колец (до 240 мм), частот вращения (до 3000 об/мин) и температур среды исследовать конструкции торцовых уплотнений. Испытываемый узел размещается на вертикальном валу, который вращается в двух опорах. Нижняя опора, представляющая собой блок самоустанавливающегося радиально-осевого подшипника скольжения, вынесена из рабочей камеры стенда и смазывается минеральной смазкой с помощью циркуляционной масляной системы. Верхняя опора (радиальный подшипник скольжения) размещена в рабочей полости стенда и смазывается водой. Испытания уплотнений начались после экспериментального подбора коэффициента нагруженности К. Перепад давления на уплотнении был постепенно доведен до рабочего (8—9 МПа) при номинальной частоте вращения вала насоса (1000 об/мин). Протечки через уплотнения при указанных параметрах составляли несколько литров в час. После того как было выявлено, что конструкции и выбранные материалы без доработок обеспечивают принципиальную работоспособность уплотнений (безызносный режим работы при заданных параметрах), на следующих этапах испытаний было показано, что уплотнения сохраняют работоспособность в течение длительного срока (10— 12 тыс, ч). [c.239] За время испытаний были проведены многократные пуски и остановки ГЦН при полном перепаде давления на уплотнении. Износ трущихся поверхностей за все время испытаний как на специальном, так и на натурном стендах не превысил 4 мкм и не влиял на рабочие характеристики уплотнения. [c.239] Уплотнения, находясь под высоким перепадом давления, ме-, ,, няли свои рабочие характери- 1 . стики (потребляемая приводом мощность, протечки) при изменении температуры, что свидетельствовало о неполной стабилизации макрогеометрии. [c.241] Однако в условиях стенда указанная нестабильность не нарушала безызносный режим трения в уплотняющем подвижном контакте, а мощность и протечки изменялись в приемлемых пределах. [c.241] При последующей эксплуатации уплотнения было обнаружено, что износ трущихся поверхностей атмосферной ступени не превышал 2 мкм, однако на поверхности образовались дефекты в виде сквозных радиальных каналов сечением до 1 мм2. При этом выяснилось, что наиболее часто дефекты на графитовых кольцах появляются во время или вскоре после стоянки ГЦН в режиме горячего резерва. Причиной образования каналов является замеченная уже в период стендовых испытаний неполная термическая стабилизация макрогеометрии в уплотняющем подвижном стыке. Аналогичные явления отмечены и при эксплуатации уплотнений зарубежных ГЦН [44, гл. 3]. [c.241] При модернизации конструкции предусмотрены более полная стабилизация макрогеометрии и контроль за качеством графита, что позволило ликвидировать обнаруженный недостаток и создать надежное торцовое уплотнение вала с малыми протечками. Отдельные элементы уплотнения показаны на рис. 7.18. [c.241] Отработка торцовых уплотнений жидкометаллических насосов. Герметизация вала в насосах для жидкого металла осуществляется двойным торцовым уплотнением. Запирающей средой в УВГ является жидкое минеральное масло. Выбор запирающей среды предопределяется ее совместимостью с натрием. Важнейшее требование высокой герметичности уплотнения, особенно контурной ступени, обусловлено тем, что попадание масла в первый контур отрицательно сказывается на работе реактора. [c.241] Во время статических испытаний при постепенном подъеме давления (с выдержкой на каждом значении) контролируется отсутствие протечек. Одновременно измеряется момент страгива-ния. При динамических испытаниях давление повышается поэтапно. После работы на каждом режиме в течение 150—200 ч проводится ревизия уплотнения в целях своевременного обнаружения начавшегося износа колец. После нескольких разборок снимается профилограмма износа рабочих поверхностей. [c.242] Вместе с тем для торцовых УВГ натриевых насосов важно установить, как развивается авария при потере уплотнением герметичности, насколько интенсивно выделяется инертный газ из ьасоса и обеспечивается ли полный прием масла в его аварийные полости. И хотя проведение этих экспериментов на опытном насосе в условиях натурных стендов требует повышенного внимания и осторожности, они позволяют свести к минимуму или полностью исключить аварийные ситуации по этим причинам на насосах действующих АЭС. [c.243] Отработанные по изложенной схеме уплотнения вала по газу эксплуатируются безаварийно в насосах первого и второго контуров реакторов БОР-60, БН-350 и БН-600 при суммарной протечке (через контурную и атмосферную пары) не более 50 см /ч. [c.243] Вернуться к основной статье