Насосы С11АЭ,11МТ,11ТС / 11-ТС / 2.Ксерокопии книг / 04.Насосное оборудование АС (постранично)

Рис. 11.3. Схема сужающего устройства с диафрагмой:

а — с кольцевой камерой; 6 — с группой равномерно распределенных по окружности отверстий

ше, чем допускается в технических условиях на поставку насоса, то необходимо провести анализ качества испытаний и принять решение о проведении дополнительных мероприятий (замена рабочих колес, направляющих аппаратов, уплотнений и других элементов).

Получение зависимости Ahaon=f(0) в условиях действующей АЭС не представляется возможным, поэтому следует тщательно обследовать проточную часть насоса на наличие кавитационного износа и принять техническое решение.

Г Л А В А Д В Е Н А Д Ц А Т А Я

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ ДЛЯ ПРИВОДА НАСОСОВ АЭС

12.1. Общие сведения об электродвигателях

На действующих АЭС в качестве привода насосов применяются трехфазные асинхронные электродвигатели (кроме турбопитательных насосов типа ПТА 3750-75 с бустерными насосами ПТА 3800-20 и БН 3800-20 на АЭС с ВВЭР-1000).

Асинхронные электродвигатели имеют высокую эксплуатационную надежность, просты и удобны в обслуживании. Стоимость асинхронного короткозамкнутого двигателя в среднем на 20% меньше стоимости синхронного двигателя с электромагнитным возбуждением.

Все крупные насосы: ГЦН, циркуляционных систем для охлаждения конденсаторов турбин, некоторые конденсатные, как правило, изготовлены с вертикальным валом. Это объясняется значительными технико-экономи- ческими преимуществами вертикальных насосов по сравнению с горизонтальными — более удобной компоновкой и меньшими размерами в плане.

Особенностью конструкции вертикальных насосов (осевых, диагональных и центробежных), применяемых в циркуляционных системах для охлаждения конденсаторов турбин, является то, что вертикальные нагрузки от действия гидравлических сил перекачиваемой воды и силы тяжести роторов насоса и электродвигателя воспринимает подпятник (осевой подшипник) вертикального электродвигателя. Эта особенность существенно влияет на конструкцию приводного электродвигателя. Из приведенных двух вариантов исполнений вертикальных электрических машин (электродвигателей и гидрогенераторов) — подвесного и зонтичного — в рассматриваемых насосных агрегатах, как правило, применяется подвесное исполнение. В такой конструкции электродвигателя подпятник расположен выше ротора, и грузонесущей является верхняя крестовина, опирающаяся на статор электродвигателя. Такое исполнение обеспечивает удобство обслуживания и повышает надежность работы электродвигателя.

Вертикальные электродвигатели для насосов должны быть рассчитаны на повышенную угонную частоту вращения. Это связано с тем, что при отключении двигателя насосного агрегата от сети происходит быстрое его торможение за счет обратного тока воды из напорного трубопровода. Так как сток воды продолжается и после торможения, ротор насосного агрегата начинает вращаться в обратную сторону. Максимальная частота вращения, которую при этом может развить агрегат, зависит от объема воды в напорном трубопроводе и наличия ограничительных средств (обратный затвор, клапан срыва вакуума) для прекращения слива воды.

Угонная частота вращения может превышать номинальную на 30—50%, в некоторых случаях до 80%, что отражается на конструкции двигателя — ро-

тора, подпятника, радиальных подшипников. Максимальная допустимая продолжительность обратного вращения ротора указывается в паспорте электродвигателя, как правило, допускается не более 5 мин.

Для привода циркуляционных насосов систем охлаждения конденсаторов турбин АЭС часто применяются двухскоростные электродвигатели типа ДВДА [33], позволяющие решать следующие задачи:

регулировать напор при значительных колебаниях уровня воды в нижнем бьефе;

улучшить работу насоса при затоплении водой длинных незатопленных трубопроводов;

регулировать подачу в системах с малым геометрическим напором; улучшить кавитационные условия.

В двухскоростных двигателях для привода насосов частоты вращения, как правило, отличаются на 15—25%, а мощности — приблизительно вдвое. Двухскоростные асинхронные двигатели имеют короткозамкнутый ротор, как у односкоростного двигателя. Для получения двух скоростей вращения у мощного высоковольтного двигателя на статоре размещают две независимые обмотки, каждая на свое число полюсов. Это наиболее простое и распространенное конструктивное исполнение статора двухскоростного двигателя, но оно приводит к значительному увеличению размеров машины, так как при включении на одну скорость половина пазов не используется.

Масса двухскоростного двигателя с двумя статорными обмотками увеличивается на 30—50% по сравнению с массой односкоростного двигателя той же мощности и частотой вращения.

Энергетические показатели (КПД, cos ср) двигателя с двумя обмотками для обеих частот вращения находятся на том же уровне, что и у односкоростного двигателя, выполненного на ту же (большую) частоту вращения и на ту же мощность.

Возможно также исполнение двухскоростного двигателя с одной обмоткой на статоре и переключением катушечных групп. При этом получается сложная схема и требуется специальный высоковольтный переключатель. Такой электродвигатель серии ДВДА-2 на напряжение 6 кВ в настоящее время выпускается отечественной электромашиностроительной промышленностью.

Для привода главных циркуляционных насосов АЭС с реакторами типа ВВЭР и РБМК выпускаются специальные асинхронные электродвигатели вертикального исполнения с индивидуальными или групповыми маслосистемами, а также с картерной масляной смазкой.

В стадии освоения находятся электродвигатели с подшипниками на водяной смазке.

Все электродвигатели для ГЦН снабжены маховиками для увеличения выбега ротора при внезапном отключении от электросети.

Для привода насосов горизонтального исполнения применяются асинхронные электродвигатели на напряжения 6 кВ, 380 и 660 В.

12.2. Электродвигатели для привода главных циркуляционных насосов

Электродвигатели для привода главных циркуляционных насосов разработаны специально для каждого типоразмера ГЦН и уникальны по своей конструкции.

Электродвигатель ВАЗ 215/109-6АМ05 (рис. 12.1) — асинхронный, трехфазный, короткозамкнутый, вертикального исполнения, с самовентиляцией по замкнутому циклу, применяется для привода насосов ГЦН-195 и ГЦН-195М реакторных установок ВВЭР-ЮОО.

Основными узлами электродвигателя являются статор 2, ротор 1, нижняя 11 и верхняя 4 крестовины, подпятник (осевой подшипник), радиальные подшипники б, воздухоохладители 3.

Статор электродвигателя цилиндрической формы, неразъемный, собран из штампованных сегментов электротехнической стали, изолированных лаком, разделен на пакеты радиальными вентиляционными каналами, в опрессованном состоянии удерживаемых стяжными шпильками. Корпус статора изготовлен из листовой стали.

Вкорпусе размещены кольцевые рамы, связанные между собой ребрами

ибрусьями с «ласточкиными хвостами» для крепления сердечника статора.

Вкольцевых рамах статора имеются сквозные прямоугольные каналы для установки четырех воздухоохладителей. Обмотка статора — стержневая,

стермореактивной изоляцией. Начала фаз выведены посредством изолированных шин в коробку выводов 10, расположенную в верхней части корпуса статора. Концы фаз через три трансформатора тока, установленных внутри корпуса статора, соединены в «нуль».

Сердечник ротора собран из штампованных, изолированных лаком сегментов электротехнической стали. Короткозамкнутая обмотка ротора выполнена из замкнутых по торцам медными кольцами бронзовых стержней, на которые насажены бандажные кольца из немагнитной стали. Вал ротора в нижней части имеет отверстие для втулки торсионной муфты и посадочное место для маховика 12.

Охлаждение циркулирующего внутри электродвигателя воздуха осуществляется в воздухоохладителях. Воздухоохладители установлены в корпусе статора и прикреплены трубной плитой к верхней раме корпуса статора.

Нижняя трубная плита воздухоохладителя уплотнена относительно нижней рамы корпуса статора. К трубным плитам присоединяются крышки. В нижней крышке имеются фланцы для присоединения трубопроводов охлаждающей воды.

Верхняя крестовина — грузонесущая, сварной конструкции. Центральная часть крестовины образует масляную ванну, внутри которой расположены подпятник и верхний радиальный подшипник.

Нижняя крестовина — сварной конструкции, центральная часть ее образует масляную ванну, в которой размещен нижний радиальный подшипник.

Рис. 12.1. Электродвигатель ВАЗ 215/109-6АМ05

1-ротор; 2-статор; 3-воздухоохлаяитель; 4-крестовина верхняя; 5-сешент осевого подпятника; 6-сегмент радиального подшипника; 7-втулка подпятника; S-запорное кольцо; 9-винт опорный; Ю-коробка выводов; 11-крестовина нижняя; 12-маховик; 13-втулка нижнего радиального подшипника

На верхнем фланце крестовины предусмотрены площадки для установки домкратов, используемых для подъема ротора при монтаже и ремонте.

Подпятник имеет восемь самоустанавливающихся залитых баббитом сегментов 5.

Каждый сегмент установлен на опорном винте 9 со сферической головкой, закрепленном в опорном кольце верхней крестовины. Между сегментом и сферической головкой опорного винта установлена прокладка из меди, способствующая выравниванию нагрузки между сегментами. По баббитовой поверхности трения сегментов движется шлифованный стальной диск, прикрепленный к втулке подпятника.

Верхние и нижние радиальные подшипники — сегментные. Парами трения сегментов служат полированные поверхности втулок 7 и 13.

Сегменты — самоустанавливающиеся, залиты баббитом и имеют сферическую опору.

Сегменты верхнего и нижнего подшипников — взаимозаменяемые. Втулка подпятника фиксируется запорным кольцом 8. Система маслоснабжения радиальных подшипников и подпятника — циркуляционная и объединена с маслосистемой насосного агрегата.

В крестовинах в местах прохода вала ротора установлены радиальные уплотнения, предназначенные для ограничения утечки масла из камер смазки. Уплотнения в верхней и нижней крестовинах имеют аналогичную конструкцию. Уплотнительные кольца 14 и 15, имеющие баббитовую поверхность трения, установлены между двумя резиновыми кольцами. Конструкцией уплотнений обеспечивается подвижность уплотнительных колец в радиальном направлении.

Соединение валов электродвигателя и насосов осуществляется с помощью торсионной муфты.

Электродвигатель ВДЛ 173/99-6-2АУШ4 (рис. 12.2) — асинхронный, трехфазный, короткозамкнутый, вертикального исполнения, с самовентиляцией по замкнутому циклу, применяется для привода насосов ЦВН-7 и ЦВН-8 реакторных установок РБМК-1000. Основными узлами электродвигателя являются статор 2, ротор 1, нижняя 16 и верхняя 4 крестовины, осевой (подпятник) и направляющие подшипники, масло- и воздухоохладители.

Статор электродвигателя — цилиндрической формы, неразъемный. Корпус сварен из листовой стали. Сердечник статора собран из штампованных, изолированных лаком сегментов электротехнической стали и разделен на пакеты радиальными вентиляционными каналами, в опрессованном состоянии удерживается стяжными шпильками. Обмотка статора — двухслойная катушечная. Начала и концы фаз обмотки выведены в коробку выводов 11 через проходные изоляторы. Изоляция катушек обмотки типа «Монолит» выполнена из стеклослюдинитовых лент на термореактивных связующих.

Ротор электродвигателя — короткозамкнутый. Сердечник ротора собран из штампованных, изолированных лаком листов электротехнической стали.

Рис. 12.2. Электродвигатель ВДА 173/99-6-2АУХЛ4

1-ротор; 2-статор; 3-воздухоохладитель верхней крестовины; 4-верхняя крестовина; 5-маслоохладитель; б-сегмент радиального подшипника; 7-втулка подпятника (осевого подшипника); 8-запорное кольцо; 9-сегмент подпятника; 10-винт опорный; 11-коробка выводов; 12-втулка нижнего радиального подшипника; 13-маховик; 14-маслоохладитель нижней крестовины; 15-возлухоохладитель нижней крестовины; 16-нижняя крестовина