Насосы С11АЭ,11МТ,11ТС / 11-МТ / 2.Ксерокопии книг / 03.Книга.ГЦН_АЭС

Натрий к каждой половине рабочего колеса подводится с помощью верхней и нижней улиток, а отводится через направляющий аппарат и вертикальные каналы в нижней улитке. Такое решение позволило получить оптимальные габаритные размеры насоса с обеспечением высоких кавитационных свойств при минимальном положительном подпоре на всасывании колеса в условиях затесненного подвода [10].

Вал 6 насоса (сталь 10Х18Н9) для уменьшения массы и передачи тепла к верхнему подшипнику выполнен полым и сварен из шести частей. Длина вала 7, 6 м, наибольший диаметр 0,68 м. Для предохранения крышки 8 от прогрева между поверхностью натрия и крышкой установлены стальные экраны, а в самой крышке дополнительно встроен водяной холодильник 9. Кроме того, крышка одновременно служит и биологической защитой. Выполнена она в виде стальных и графитовых плит общей толщиной 1000 мм (500 мм стали и 500 мм графита), перекрывающих щели и зазоры для исключения прямого прострела от излучения.

Протечки натрия из ГСП сливаются на всасывание, как показано на рис. 4.21. Герметичность разъема между выемной частью насоса и кессоном обеспечивается ремонтопригодным сварным швом. В конструкции предусмотрено ремонтное уплотнение. В рабочие сильфоны уплотнения подается воздух или аргон давлением 1 МПа в количестве 50 л на одно закрытие.

Вал насоса и ротор электродвигателя соединяются зубчатой муфтой переменной жесткости. Основным материалом для изготовления насосов служит нержавеющая сталь

Х18Н9.

На рис. 5.30 показана выемная часть насоса первого контура перед установкой в испытательный стенд.

Малозаглубленный насос второго контура (рис. 5.31) устанавливается на каждой петле в бак 14. В баке расположена двухзаходная, сваренная из двух половин улитка. Для разогрева бака перед заполнением его натрием до температуры 250° С и автоматического ее поддержания в диапазоне 200—250° С на поверхности бака предусмотрены электронагреватели мощностью 54 кВт. В насосе второго контура в максимальной степени использованы те же узлы, что и в насосе первого контура. К ним относятся: уплотнение вала 5, ремонтное уплотнение 4, верхний радиально-осевой подшипник 6 , соединительная муфта 7. Нижний гидростатический подшипник повторяет конструкцию ГСП насоса первого контура, но имеет меньший диаметр (350 мм).

212

Рис. 5.30 Выемная часть насоса первого контура реактора БН-600

Рис. 5.31. Конструкция насоса второго контура реактора БН-600:

1, 17 — напорный и всасывающий патруб-

улитка

213

Протечки натрия через ГСП до 180 м3/ч сливаются из бака по патрубку 2 в буферную емкость реактора. Давление газа в насосе второго контура больше, чем в насосе первого контура, и равно 0,2 МПа. Поэтому его проточная часть, несмотря на малое заглубление, максимально упрощена, имеет колесо 15 одностороннего осевого всасывания и двухпоточный спиральный отвод. Уплотнение рабочих колес насосов первого и второго контуров осуществляется щелевыми лабиринтными уплотнениями, зазоры в которых (1— 2 мм) выбраны несколько большими, что требуется по условиям сборки и бесконтактного вращения, на случай непредвиденных температурных или механических деформаций деталей. Максимально допустимое колебание уровня натрия в насосе первого контура составляет 1,5 м.

На рис. 5.32 показана выемная часть насоса второго контура перед монтажом в стенд для кавитационных испытаний на воде. На снимке видны труба и коллектор внешнего источника питания ГСП.

Для насоса первого и второго контуров были спроектированы и изготовлены регулируемые электроприводы по схеме АВК с электродвигателями на напряжение 6000 В и частоту переменного тока 50 Гц с фазным ротором. Структурная схема системы управления станцией, ABK и ГЦН приведена на рис. 5.33. Регулируемый электропривод дает возможность изменять подачу насоса при сохранении его номинального КПД; снижать температурные перегрузки в реакторе и теплообменниках в переходных режимах; проводить аварийное расхолаживание реактора по оптимальному алгоритму.

При номинальной подаче насосов возможен нерегулируемый режим работы электропривода с закороченным ротором. Системы регулирования частоты вращения при этом переводятся в «горячий» резерв. Для расхолаживания станции в режиме обесточивания предусмотрена работа электроприводов с питанием от выбегающих турбогенераторов и изменяющихся напряжении и частоте сети. В электроприводах используется серийное электрооборудование, а в схемах регулирования — унифицированные блоки системы регулирования. Конструкция шкафов выпрямителей и инверторов

— блочная, обеспечивающая хорошую работоспособность оборудования и замену под нагрузкой вышедших из строя элементов.

Насосы реакторов БН-800. Реактор БН-800 является дальнейшим усовершенствованием реактора БН-600 в целях форсирования его мощности практически на существующем оборудовании. Поэтому предполагается использовать в нервом контуре насосы реактора БН-600 с несколько улучшенной в отношении технологичности изготовления проточной частью. И хотя подача насоса возросла до 12300 м3/ч, сохраняется достаточный запас подпора на всасывании, чтобы избежать кавитации. Что

214

касается насоса второго контура, то здесь коренным образом изменена проточная часть в целях уменьшения массогабаритных характеристик по сравнению с характеристиками насоса реактора БН-600 (рис. 5.34). Проточная часть насоса состоит из рабочего колеса диагонального типа с односторонним входом, сваренного из двух частей: диска с лопатками и покрывного диска. Отвод натрия от рабочего колеса в напорный коллектор осуществляется через аксиальный лопаточный направляющий аппарат. Разработка новой проточной части позволила: сократить диаметр бака в области проточной части до 1500 мм; уменьшить в связи с этим массу собственно насоса за счет уменьшения массы бака на 10 т., а всего агрегата на 12 т; повысить технологичность изготовления проточной части насоса.

Рис. 5.32 Выемная часть насоса второго контура реактора БН-600

Рис. 5.33. Система регулирования частоты вращения насосов реактора БН-600:

1 — система управления станцией; 2 — асинхронно-вентильный каскад; 3 — электродвигатель; 4 — тахогенератор; 5, 7 — ГЦН первого и второго контуров соответственно; 6 — обратный клапан

215

Рис. 5.35. Конструкция стендового натриевого насоса:

218

Стендовый натриевый насос с турбоприводом (рис. 5.35) интересен тем. что выполнен в консольном варианте на подшипниках качения. Вал насоса 5 вращается в двух опорах. Нижняя опора 6 — радиальный шарикоподшипник, верхняя опора 4 — сдвоенный радиальный шарикоподшипник, воспринимающий осевую и радиальную нагрузки. Подшипники смазываются консистентной смазкой, закладываемой на весь срок работы насоса (возможно пополнение смазки с помощью шприц-масленки). Предусмотрено охлаждение подшипников дефинилом. В целях уменьшении протечек перекачиваемого натрии вал насоса проходит через узкую кольцевую щель 7 большой длины. Слив протечек натрия осуществляется по специальному трубопроводу. В конструкции предусмотрена дополнительная труба слива протечек на случай, если металл по каким-то причинам попадает выше диафрагмы 2. Импеллер 3 служит дли затруднения условий попадания металла выше этой диафрагмы. Корпус насоса снабжен электрообогревателем 1. В качестве привода используется паровая турбина [1, гл. 2].

5 . 2 . 2 . ЗАРУБЕЖНЫЕ НАТРИЕВЫЕ НАСОСЫ

Насосы реактора «Sodium Reactor Experimental» (SRE, США). В установке применены четыре механических центробежных малозаглубленных насоса консольного типа с шариковыми подшипниками, вынесенными в газовую полость (рис. 5.36) [11]. Между электродвигателем и собственно насосом установлена биологическая зашита. В насосе применено замерзающее уплотнение вращающегося вала. Кроме того, замороженным металлом уплотняются также выемные части в корпусе. Над уплотнением вала имеется газовая подушка инертного газа под таким давлением, которое способно предотвратить утечку активного теплоносителя в случае неисправности замерзающих уплотнений. Газовая полость насоса герметизируется с помощью механического торцового уплотнения

3.

Замерзающие уплотнения были причиной неоднократного выхода насосов из строя. По-видимому, биение консольной части вала приводило к нарушению герметичности охлаждающего пояса.

Насосы реактора «Hallem Nuclear Power Facility» (HNPF, США). В процессе проектирования рассматривалось несколько конструкций насосов, но предпочтение было отдано малозаглубленному варианту (рис. 5.37) с приводом от электродвигателя, вынесенного за бетонную биологическую защиту. Частота вращения ротора электродвигателя регулируется с помощью электромагнитной муфты, которая передает крутящий момент от ротора к валу насоса.

Вал 8 насоса длиной 4,3 м — полый, установлен на двух подшипниках.

219