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

4.4.1 Насос ГЦЭН-310 j

Главный циркуляционный насос ГЦЭН-310 предназначен для создания ; циркуляции теплоносителя в первом контуре АЭС с ректором ВВЭР-440. Насосы ГЦЭН-310 эксплуатируются на энергоблоках № 3 и 4 Нововоронежской АЭС и № 1 и 2 Кольской АЭС со дня ввода их в эксплуатацию.

Насосная установка ГЦЭН-310 состоит из следующих основных частей: герметичного насосного агрегата, холодильника ХГЦЭН, предназначенного для охлаждения воды автономного контура; вентилятора ЭВ-310 с воздухоохладителем для охлаждения воздухом лобовых частей обмотки статора электродвигателя; трубопроводов систем охлаждения насосной установки;(Ё:по-1 могательного насос'а ВЦЭН-315, предназначенного?для циркуляции воды в] автономном контуре при остановленном главном электронасосе] опорной рамы с шаровыми опорами, фундаментными плитами, обшивки.

[Насосный агрегат ГЦЭН-310 (рис.4.10) вертикального исполнения представляет собой одноступенчатый центробежный насос со встроенным короткозамкнутым электродвигателем асинхронного типа [46]^ Герметичность насосного агрегата осуществлена за счет отделения статора 12 электродвигателя от роторной части 11 нихромовой перегородкой 7 толщиной 0,4 мм.

Ротор насосного агрегата состоит из вала 6, на нижнем конце которого 1 консольно посажено рабочее колесо, а в верхней части — ротор электродвигате- ' ля. Вал вращается в радиальных подшипниках скольжения 5 и 8, смазываемых • водой автономного контура. Разгрузка ротора насоса от осевых усилий осу- ! ществляется давлением в разгрузочной камере 13 за рабочим колесом, при ( этом ротор находится во взвешенном состоянии. Остаточные вертикальные ; усилия воспринимаются осевым подшипником 9. Вкладыши радиальных и осе- ^ вых подшипников выполнены из графитофторопластовой пресс-массы 7В-2А. <

Проточная часть насоса, состоящая из рабочего колеса 2 и направляю--^ щего аппарата 3, установлена в корпусе 1 со всасывающим и нагнетательным патрубками.

Для смазки и охлаждения водой подшипников при работе главного / насоса на верхнем конце консольно установлено вспомогательное колесо TftpCopnyc насоса сверху закрывается нажимным фланцем 4. Для эксплуатации ГЦЭН-310 в районах с сейсмичностью до девяти баллов предусмотрена установка трех гидравлических амортизаторов.

На рис. 4.11 представлена принципиальная схема вспомогательных систем ГЦЭН-310, состоящая из систем автономного контура, промконтура и воздухоохлаждения электронасоса.

Система автономного контура служит для охлаждения и смазки подтип-' ников и отвода тепла от электродвигателя. Циркуляция воды автономного контура при работе главного насоса осуществляется вспомогательным рабочим колесом, а при остановке включается вспомогательный насос ; ВЦЭН-315. От вспомогательного рабочего колеса вода проходит верхний ра-

Рис. 4.11. Принципиальная схема вспомогательных систем ГЦЭН-310:

1 — холодильник; 2 — вспомогательный насос; 3 — клапан обратный; 4, 6 — коллекторы; 5— электродвигатель; 7 — ГЦЭН-310; 8 — вентилятор; 9 — воздухоохладитель;

—1— теплоноситель автономного контура; —2— вода промконтура; —3— трубопровод системы воздушного охлаждения

диальный и осевой подшипники, полость ротора, нижнии радиальныи подшипник по сливной трубе с обратным клапаном и поступает в холодильник.

1,4

Н

Рис. 4.12. Характеристика насоса ГЦЭН-310

, Вода промежуточного контура от коллектора поступает на холодильники

Iавтономного контура и статора электродвигателя, а также на охлаждение эк-

^рана статора электродвигателядДля охлаждения воздуха в воздухоохладителе вода промконтура циркулирует по отдельной трассе.

Система воздухоохладителя электронасоса предназначена для охлаждения обмотки статора электродвигателя воздухом. Охлаждающий воздух нагнетается вентилятором во входной патрубок статора и распределяется через специальные отверстия в верхней и нижней лобовых частях обмотки статора. Нагретый воздух из выходного патрубка статора поступает через воздухоохладитель к вентилятору.

На рис. 4.12 приведена характеристика насоса ГЦЭН-310 при температуре на входе в насос 270 "С и давлении на всасе 125 кгс/см2. Технические характеристики ГЦЭН-310 приведены в табл. 4.1, а материалы основных деталей — в табл. 4.2.

4.5. [Насос ГЦН-ЗП]'

Главный циркуляционный насос ГЦН-317 предназначен для создания | циркуляции теплоносителя в первом контуре АЭС с реактором ВВЭР-440. Насосы эксплуатируются на энергоблоках № 3 и 4 Кольской АЭС. ~~

Общий вид насосного агрегата ГЦН-317 представлен на рис. 4.13ДНасос ГЦН-317 представляет собой вертикальный одноступенчатый центробежный насос с механическим уплотнением вала\[10]. Корпус насоса 1 с напорным 8 и всасывающим 12 патрубками и теплоизоляционной обшивкой 9 установлен на сварной опорной раме 10, опирающейся натри шаровые опоры 11, которые позволяют насосному агрегату перемещаться от действия сил, возникающих при изменении температуры или давления в первом контуре.

На нажимном фланце 2 установлены нижняя 7 и верхняя 6 проставки, являющиеся опорой для асинхронного электродвигателя 4 типа АВЦ 1600-1500-У5. На кронштейнах верхней проставки установлен вспомогательный насос 3 типа ВЦЭН-315. Валы электродвигателя и насоса ГЦН-317 соединены при помощи зубчатой муфты 5.

Разрез насоса ГЦН-317 представлен на рис. 4.14. Выемная часть насоса состоит из следующих основных узлов и деталей: вала 7, рабочего колеса 2, направляющего аппарата 3, нажимного фланца 5, блока уплотнений 21, блока радиально-осевого подшипника 19, вспомогательного колеса 23, радиального подшипника 6, электромагнитного разгрузочного устройства 17, муфты 15, стопорного устройства 16 и деталей крепления.

На нижнем конце вала установлено рабочее колесо насоса, а на верхнем

— гребень 13 радиально-осевого подшипника. К нажимному фланцу снизу установлен направляющий аппарат, в расточку верхней части которого уложены пластины теплового барьера 4, служащего для предохранения зоны нижнего радиального подшипника от зоны теплоносителя первого контура. Блоки уплотнений 21 и радиально-осевого подшипника 19, соединенные между собой, установлены на нажимном фланце 5, который скреплен с корпусом 1 насоса при помощи крепежа главного разъема (шпилек, гаек, пружинных шайб) 22.

Ротор насоса вращается в двух радиальных подшипниках скольжения. Вкладыш нижнего подшипника изготовлен из графитофторопластовой пресс-массы 7В-2А и смазывается водой автономного контура. Верхний радиальный подшипник 18 представляет собой цилиндрическую втулку с заливкой из баббита (Б-83).

Вертикальные усилия от ротора насоса воспринимаются осевым подшипником, скомпонованным в одном корпусе с радиальным подшипником. Осевой подшипник состоит из упорного гребня 13, нижних 12 и верхних 14 упорных колодок с заливкой из баббита Б-83, установленных на рычажную балансирную систему типа «Кингсбери», которая обеспечивает равномерное распределение нагрузки между колодками, и поддона 20. Радиальный и осевой подшипники скольжения смазываются турбинным маслом Т-22 или Тп-22 от маслосистемы насосного агрегата.

Блок механического уплотнения вала служит для предотвращения протечек воды из первого контура и состоит из корпуса, в котором установлены две основные ступени гидростатического типа 9 и 10, разделительная 8 и концевая 11 ступени уплотнения. Корпуса уплотнения и нижнего радиального подшипника объединены в единый блок.

Конструкции основных дросселирующих ступеней уплотнений одинаковы и состоят из статорной и роторной частей. Статорный элемент может перемещаться в осевом направлении и поджимается к роторному элементу пружинами. Уплотняющими органами в статорном и роторном элементах являются кольца из силицированного графита. На торцевой части кольца роторного элемента выполнены по окружности четыре канавки с отверстиями, выходящими на наружную цилиндрическую поверхность кольца. В отверстия канавок вклеены дросселирующие жиклеры. Запирающая вода через жиклеры поступает в канавки на торцевой поверхности кольца и создает гидростатическую подъемную силу, отжимая статорный элемент уплотнения на зазор размером до 10 мкм. Толщина смазочной пленки около 10 мкм обеспечивает гарантированное жидкостное трение и минимальную протечку воды через уплотнение. Отжатие статорного элемента происходит при давлении 1,5—2 МПа.

При нормальной работе давление между основными гидростатическими ступенями распределяется примерно одинаково. При выходе из строя одной из основных ступеней оставшаяся ступень будет дросселировать перепад давления, сохраняя работоспособность уплотнения, при этом расход организованных протечек увеличится примерно в 2 раза.

Разделительная и концевая ступени также состоят из статорного и роторного элементов с уштотнительными кольцами из силицированного графита и пружин. В отличие от основных ступеней в обеих ступенях на всех режимах работы уплотнения поверхности уплотнительных колец статорных и роторных элементов находятся в непосредственном контакте. Для обеспечения смачивания водой трущихся поверхностей рабочие части уплотнительных колец статорных элементов выполнены в виде эллипса.

При перепаде давления 2 МПа протечка запирающей воды в первый контур составляет около 200 л/ч. При нормальной работе протечка через концевую ступень не превышает 50 л/ч.

При нормальной работе насосного агрегата вектор алгебраической суммы всех сил, действующих на ротор агрегата, направлен вертикально вверх.

( Для уменьшения этой силы в верхней части радиально-осевого подшипника] "установлено электромагнитное разгрузочное устройство 17, создающее o c e j вое усилие, направленное вниз, в пределах 10—20 тс. Для питания электромагнита подведен постоянный ток напряжением 220 В.

В целях предотвращения обратного вращения ротора насосного агрегата при остановке предусмотрено стопорное устройство 16, представляющее собой храповой механизм, установленный на корпусе электромагнитного разгрузочного устройства. При нормальном вращении ротора кулачки центробежной силой выводятся из зацепления с храповым кольцом. При остановке насоса кулачки под действием собственного веса входят в зацепление с храповым кольцом, и происходит стопорение вала от обратного вращения.

Гидравлизеская схема вспомогательных систем насоса ГЦН-317 приведена на рис. 4.15) Для смазки и охлаждения нижнего радиального подшипника насоса? предусмотрена система автономного контура. При работе насосного агрегата подача воды для смазки подшипника осуществляется вспомогательным колесом, установленным на валу насоса под смазываемым подшипником. Вода автономного контура охлаждается в холодильнике водой промежуточного контура. Циркуляция воды автономного контура во время остановки и нахождения в резерве' главного насоса осуществляется вспомогательным насосом типа ВЦЭН-315. ]

При перерыве подачи запирающей воды предусмотрена подача воды в блок уплотнения из автономного контура открытием обратного клапана, при этом в системе запирающей воды обратный клапан закрывается. Расход воды автономного контура контролируется по перепаду давления в холоди] льнике, а температура контура — термометром сопротивления.

Для подачи воды в блок уплотнений предусмотрена система запирающей воды, состоящая из подводящего трубопровода с обратным клапаном, центробежного сгустителя, доохлаждающего холодильника. Питание системы запирающей воды осуществляется из общестанционной системы под давлением, превышающим на 0,2 — 0,5 МПа напор ГЦН на всех режимах его работы.

Для охлаждения холодильников запирающей воды и воды автономного контура, электродвигателя и электромагнитного разгрузочного устройства служит система промежуточного контура с расходом воды до 42 м3/ч, работающего под давлением не более 0,6 МПа и температуре 15—45°С.

Для охлаждения маслоохладителей системы маслоснабжения ГЦН-317 подается техническая вода с расходом 0—100 м3/ч, с температурой не выше 33 "С при давлении не более 0,6 МПа от общестанционных систем технического водоснабжения. Температура масла после маслоохладителей регулируется вентилями.

Рис. 4.15. Принципиальная гидравлическая схема вспомогательных систем насоса ГЦН-317: 1 — насос; 2 — бак масляный; 3 — насос маслосистемы; 4 — фильтр масляный; 5 —

вода промежуточного контура; запирающая вода; техническая вода

Система маслоснабжения насоса ГЦН-317 для одного энергоблока состоит из двух масляных станций, каждая из которых обеспечивает маслом три ГЦН. Каждая масляная станция состоит из маслобака объемом 8 м3, трех электронасосов с фильтрами и маслоохладителями и трубопроводов с арматурой. При нормальном эксплуатационном режиме работает один маслонасос с одним маслоохладителем. При отключении любого из трех ГЦН-317 автоматически закрывается клапан, установленный на отключаемой линии, и открывается один из клапанов на перепускной линии. Тем самым предотвращается перелив масла из радиально-осевых подшипников насоса и электродвигателя.

В целях предотвращения попадания радиоактивных веществ из помещения ГЦН-317 в помещение маслостанций при перепаде давления до 0,12 МПа предусмотрен гидрозатвор, представляющий собой петлю трубопровода высотой около 2,5 м.

Характеристики ГЦН-317 при температуре теплоносителя на всасыва-

нии 270 и 100 °С приведены на рис. 4.16.

Бескавитационный режим работы насоса ГЦН-317 обеспечивается при минимально допустимом давлении на всасывании (рвс) согласно характеристике на рис.4.17.

Технические характеристики представлены в табл. 4.1, а материалы основных деталей — в табл. 4.2.

4.6. Насос ГЦН-1309

Главный циркуляционный насос ГЦН-1309 в сейсмостойком исполнении предназначен для создания циркуляции в первом контуре АЭС с реактором ВВЭР-440. В настоящее время насосы ГЦН-1309 на АЭС не установлены.

Насос ГЦН-1309 представляет собой вертикальный центробежный насос с механическим уплотнением вала и с водяной смазкой радиально-осевого и нижнего радиального подшипников. Выемная часть насоса ГЦН-1309 может

Рис. 4.16. Характеристика насоса ГЦН-317 при работе на холодной (а) и горячей (б) воде

быть установлена на корпус насоса ГЦН-317 или ГЦЭН-310. Электродвигатель насоса ГЦН-1309 выполнен без принудительной смазки маслом (картерная смазка). Отсутствие системы маслоснабжения насосной установки повышает ее пожарную безопасность.

Насосная установка ГЦН-1309 состоит из следующих составных узлов и систем: насоса, электродвигателя, опорного узла, системы запирающей воды, системы воды промежуточных контуров ГЦН и АЭС, системы воды охлаждения и смазки радиально-осевого подшипника, системы автоматики и контрольно-измерительных приборов.

Насос ГЦН-1309 без внешних вспомогательных систем представлен на рис. 4.18. Насос состоит из корпуса и выемной части. Корпус 2 с нагнетательным 23 и всасывающим 24 патрубками соединен электросваркой. Вал 21