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

ника; у — удельный вес смазочной жидкости; рн —давление воды перед диафрагмой.

Отсюда суммарный расход через диафрагмы четырехкамерного гидростатического подшипника

Очевидно, что для определения грузоподъемности подшипника и расхода смазки через него необходимо знать давление в его камерах р\, рг, Рг и РА при заданном значении начального давления рн, подводимого к подшипнику.

Для определения давлений в камерах гидростатического подшипника необходимо составить уравнения баланса расхода смазочной воды через весь подшипник.

Из условия непрерывности потока следует, что количество жидкости, поступающей в камеру, равно количеству жидкости, вытекающей из нее в единицу времени.

После проведения необходимых преобразований уравнения расхода для всего четырехкамерного подшипника будут иметь следующий вид:

кости смазочной жидкости)

Для решения представленной системы нелинейных уравнений использован метод скорейшего спуска. Была составлена программа подсчета значений pi, p2, рг, Р\ при значениях относительного эксцентриситета, равного 0,25; 0,5; 0,75; 0,95 с реализацией на ЭВМ. В качестве примера результаты расчета приведены в приложении 2.

Зная значения давлений в камерах подшипников, можно определить грузоподъемность Fn расход воды для смазки и охлаждения О подшипника.

Г Л А В А Ч Е Т В Е Р Т А Я

ГЛАВНЫЕ ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ НАСОСЫ

4.1. Общие сведения

Главные циркуляционные насосы предназначены для циркуляции теплоносителя (воды) в первом контуре реакторных установок типа ВВЭР и в контуре многократной принудительной циркуляции АЭС с реакторами типа РБМК.

На современных АЭС с водоохлажцаемыми реакторами эксплуатируются следующие ГЦН: ЦВН-7 и ЦВН-8 ( для реакторов РБМК-1000), ГЦН-195 и ГЦН-195М (для реакторов ВВЭР-1000), ГЦЭН-310 и ГЦН-317 (для реакторов ВВЭР-440).

Условные обозначения насосов: ЦВН — центробежный вертикальный насос, ГЦН — главный циркуляционный насос, ГЦЭН — главный циркуляционный электронасос, цифры после букв порядковый номер разработки, М — модернизированный.

Насос ЦВН-8 является модернизированным насосом ЦВН-7.

За период развития ядерной энергетики конструкции ГЦН претерпели существенные изменения. На первых АЭС мощностью 100—440 МВт устанавливались бессальниковые герметичные насосы. Герметичный насос ГЦЭН-310 из-за низкого КПД (не более 60 %) и незначительного выбега в проектируемых АЭС не применяется, хотя обладает бесспорным преимуществом — отсутствием протечек радиоактивной среды.

Увеличение единичной мощности энергоблоков требовало предупреждения недопустимого развития ситуаций в реакторе. При обесточивании и некоторых других неисправностях необходимо обеспечить достаточный выбег насоса. Эта задача решалась за счет увеличения момента инерции ротора агрегата.

Одновременно решалась задача повышения экономичности эксплуатации насоса — повышения КПД насосного агрегата. Современные ГЦН имеют КПД, равный. 75—80 %.

В ГЦН в качестве привода используются асинхронные электродвигатели вертикального исполнения. Крутящий момент от электродвигателя к насосу передается при помощи соединительных муфт различных конструкций.

Требования к ГЦН обусловлены назначением и условием их эксплуатации (бесперебойный теплоотвод от реактора, высокая температура и повышенное давление рабочей жидкости и ее радиоактивность):

1)высокая надежность; ГЦН должен работать надежно и обеспечивать устойчивую работу при нормальной эксплуатации и в переходных режимах в течение длительного времени (не менее периода между планово-предупреди- тельными ремонтами);

2)обеспечение достаточного выбега (вращение после обесточения электродвигателя насоса), необходимого для охлаждения активной зоны при авариях с потерей электроснабжения собственных нужд;

3)надежная герметизация ГЦН во избежание утечки теплоносителя из первого контура;

4)обеспечение ремонта насосов с минимальным временем нахождения поблизости от них ремонтного персонала для демонтажа выемных частей ГЦН;

5)материалы проточной части ГЦН должны отвечать всем требованиям,

предъявляемым к материалам главного циркуляционного контура (ГЦК), т.е. не должны взаимодействовать с теплоносителем в рабочем диапазоне температур и давления, должны допускать дезактивацию щелочными и кислотными растворами, а также должны быть коррозионностойкими и устойчивыми к кавитации и эрозии при предельных скоростях движения теплоносителя в проточных частях.

4.2. Насос ЦВН-8

Главный циркуляционный насос ЦВН-8 предназначен для создания принудительной циркуляции теплоносителя в контуре многократной прину-

Насосный агрегат (рис. 4.1) представляет собой одноступенчатый центробежный насос вертикального исполнения с асинхронным электродвигателем 13 типов ВДА-173/99-6-2АУ4 с охлаждением морской водой, ВДА-173/99-6-АУ4 с охлаждением пресной водой. Насосная установка состоит из корпуса насоса, выемной части, соединительной муфты, маховика, антиреверсивного устройства, электродвигателя и вспомогательных систем.

шипника 20, радиалъно-осевого подшипника, узла уплотнения вала насоса 17. Крышка с горловиной сварной конструкции из стали 15Х2МФА, внутренние поверхности которых покрыты антикоррозионной наплавкой, крепится к баку шпильками 5.

Корпус 18 изготовлен из стали 25JI в виде обечайки с опорными фланцами. В корпусе имеются окна для прохода трубопроводов вспомогательных систем. На верхнем фланце корпуса установлены станина 9 электродвигателя и опора 7 радиально-осевого подшипника. Рабочее колесо центробежного типа с лопатками двойной кривизны закрытого исполнения состоит из двух частей — диска с лопатками и покрывного диска. Диаметр рабочего колеса — 1280 мм. Направляющий аппарат крепится вместе с покрывным диском и промежуточной плитой к крышке болтами.

нения изготовлены из сталей 20X13 и 12Х18Н10Т. Требуемый температурный режим в корпусе уплотнения поддерживается двумя встроенными теплообменниками 6, соединенными параллельно по охлаждающей воде, а также термобарьером 19. Для охлаждения применяется химобессоленная и очищенная от механических примесей вода. Нижний теплообменник служит для отбора тепла, направленного от основного контура, а верхний обеспечивает отвод тепла от пар трения уплотнения. Запирающая вода подается от специальной системы питания уплотнения. При снижении давления в ней

уплотнение автоматически переходит в режим питания водой от основного контура.

Соединительная муфта 14 служит для передачи крутящего момента от вала электродвигателя к валу насоса. Насосный агрегат имеет муфты двух вариантов: эластичную 65БСП и соединительную 65ГСП. Эластичная муфта 65БСП состоит из двух полумуфт (верхней и нижней) с радиальными выступами, входящими в зацепление друг с другом через резиновые вкладыши. Полумуфты изготовлены из стали 25J1. Верхняя полумуфта крепится к нижней поверхности маховика, а нижняя соединена с валом насоса при помощи шпонок. Муфта 65ГСП состоит из зубчатого колеса, соединенного с валом насоса при помощи шпонки, обоймы с зубьями и втулки. Передача крутящего момента от вала электродвигателя к валу насоса происходит через гибкую связь — торсион и далее через зубья обоймы и колеса.

Зубчатое колесо и обойма изготовлены из стали 38Х2М10А, втулка — из стали 40Х, а торсион — из стали ОХНЗМ. Маховик 12 предназначен для увеличения выбега ротора насосного агрегата при аварийном отключении от электрической сети. Маховик представляет собой стальной диск диаметром 2000 мм и толщиной 195 мм, изготовленный из стали Ст25. По центру маховика расположена ступица для посадки его на вал электродвигателя. В углублениях нижней плоскости маховика установлены два храповика антиреверсивного устройства.

Антиреверсивное устройство служит для предотвращения обратного вращения ротора агрегата при обратном токе воды в КМПЦ. Устройство представляет собой механизм с зубчатым кольцом 10, установленным на станине электродвигателя, и храповиками 11, которые при пуске за счет центробежной силы выходят из зацепления с зубцами кольца. В момент вращения ротора агрегата в обратную сторону храповики входят в зацепление с зубцами кольца и остаются в этом положении, так как зубцы последнего имеют скос только в сторону нормального вращения ротора.

Вспомогательные системы насосной установки, состоящие из масляной системы, систем питания уплотнения вала, гидростатического подшипника, системы разгрузки от осевых сил, представлены на рис. 4.2.

Масляная система обеспечивает подачу турбинного масла в радиаль- но-осевой подшипник насоса и подшипники электродвигателя. Маслосистема представляет собой маслоблок, обслуживающий только один насосный агрегат, и состоит из циркуляционного бака объемом 0,9 м3 (объем масла 0,85 м3), фильтров грубой и тонкой очистки масла, винтовых насосов ЗВ-8/25-11/10Б-3 с подачей 11 м3/ч и давлением нагнетания 10 кгс/см2, холодильника масла и трубопроводов с запорной арматурой. Система питания уплотнения вала служит для подачи запирающей воды и предотвращает выход теплоносителя из КМПЦ. Система выполнена общей на все восемь насосных агрегатов (рис. 4.3) и состоит из насосов типа ХТр 4/100 (плунжерный, горизонтальный) с подачей 1—4 м3/ч и давлением нагнетания 100 кгс/см2, аккумули-

нения изготовлены из сталей 20X13 и 12Х18Н10Т. Требуемый температурный режим в корпусе уплотнения поддерживается двумя встроенными теплообменниками 6, соединенными параллельно по охлаждающей воде, а также термобарьером 19. Для охлаждения применяется химобессоленная и очищенная от механических примесей вода. Нижний теплообменник служит для отбора тепла, направленного от основного контура, а верхний обеспечивает отвод тепла от пар трения уплотнения. Запирающая вода подается от специальной системы питания уплотнения. При снижении давления в ней

уплотнение автоматически переходит в режим питания водой от основного контура.

Соединительная муфта 14 служит для передачи крутящего момента от вала электродвигателя к валу насоса. Насосный агрегат имеет муфты двух вариантов: эластичную 65БСП и соединительную 65ГСП. Эластичная муфта 65БСП состоит из двух полумуфт (верхней и нижней) с радиальными выступами, входящими в зацепление друг с другом через резиновые вкладыши. Полумуфты изготовлены из стали 25Л. Верхняя полумуфта крепится к нижней поверхности маховика, а нижняя соединена с валом насоса при помощи шпонок. Муфта 65ГСП состоит из зубчатого колеса, соединенного с валом насоса при помощи шпонки, обоймы с зубьями и втулки. Передача крутящего момента от вала электродвигателя к валу насоса происходит через гибкую связь — торсион и далее через зубья обоймы и колеса.

Зубчатое колесо и обойма изготовлены из стали 38Х2М10А, втулка — из стали 40Х, а торсион — из стали ОХНЗМ. Маховик 12 предназначен для увеличения выбега ротора насосного агрегата при аварийном отключении от электрической сети. Маховик представляет собой стальной диск диаметром 2000 мм и толщиной 195 мм, изготовленный из стали Ст25. По центру маховика расположена ступица для посадки его на вал электродвигателя. В углублениях нижней плоскости маховика установлены два храповика антиреверсивного устройства.

Антиреверсивное устройство служит для предотвращения обратного вращения ротора агрегата при обратном токе воды в КМПЦ . Устройство представляет собой механизм с зубчатым кольцом 10, установленным на станине электродвигателя, и храповиками 11, которые при пуске за счет центробежной силы выходят из зацепления с зубцами кольца. В момент вращения ротора агрегата в обратную сторону храповики входят в зацепление с зубцами кольца и остаются в этом положении, так как зубцы последнего имеют скос только в сторону нормального вращения ротора.

Вспомогательные системы насосной установки, состоящие из масляной системы, систем питания уплотнения вала, гидростатического подшипника, системы разгрузки от осевых сил, представлены на рис. 4.2.

Масляная система обеспечивает подачу турбинного масла в радиаль- но-осевой подшипник насоса и подшипники электродвигателя. Маслосистема представляет собой маслоблок, обслуживающий только один насосный агрегат, и состоит из циркуляционного бака объемом 0,9 м3 (объем масла 0,85 м3), фильтров грубой и тонкой очистки масла, винтовых насосов ЗВ-8/25-Н/ЮБ-З с подачей 11 м3/ч и давлением нагнетания 10 кгс/см2, холодильника масла и трубопроводов с запорной арматурой. Система питания уплотнения вала служит для подачи запирающей воды и предотвращает выход теплоносителя из КМПЦ. Система выполнена общей на все восемь насосных агрегатов (рис. 4.3) и состоит из насосов типа ХТр 4/100 (плунжерный, горизонтальный) с подачей 1—4 м3/ч и давлением нагнетания 100 кгс/см2, аккумули-

Слив водомасляной эмульсии

Рис. 4.2. Принципиальная гидравлическая схема вспомогательных систем насоса ЦВН-8: 1 — насос ЦВН-8; 2 — бак циркуляционной маслосистемы; 3 — фильтр тонкой очистки; 4 — насос; 5 — фильтр грубой очистки; б — холодильник масла; 7— бак напорный;

8 — мультигидроциклон

рующих емкостей объемом 0,4 м3 с рабочим давлением 100 кгс/см2, холодильников для охлаждения воды, подаваемой от питательных насосов энергоблока, а также„трубопроводов с арматурой. В нормальном режиме эксплуатации насосов запирающая вода подается от питательных насосов через один из двух холодильников и фильтр в общий коллектор, а оттуда — в уплотнение каждого насоса ЦВН-8. В пусковых и аварийных режимах (при перерыве в подаче питательной воды) запирающая вода подается от аккумулирующих емкостей, подпитываемых одним из двух плунжерных насосов. Режим работы плунжерного насоса автоматический. В случае недостаточности подачи одного насоса включается второй.

Система питания ГСП предназначена для питания водой в нормальном режиме от напорного коллектора насосов ЦВН-8, а при пусковых и аварийных режимах — от питательных насосов. Для уменьшения осевой силы, действующей на ротор насоса в режимах пуска, применена система разгрузки от осевых сил, представляющая собой трубопровод с задвижкой, соединяющий полость над рабочим колесом со всасывающей частью насоса. Перед пуском насоса на ротор, кроме его веса, действует осевая сила, направленная вертикально вниз, за счет разности давления в полости над рабочим колесом и барабаном-сепаратором, где в начале пуска давление равно нулю. Открытие задвижки в системе разгрузки от осевых сил позволяет

вода

От напорного коллектора ГЦ

Рис. 4.3. Схема систем питания уплотнения и гидростатических подшипников восьми насосов ЦВН-8:

1 — насос ЦВН-8; 2 — емкость аккумулирующая; 3 — насос; 4 — фильтр тонкой очистки;