Добавил:

fench Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Национальный исследовательский ядерный университет (МИФИ)

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Шелегов Насосное оборудование АЕС 2011

.pdf

Скачиваний:

1657

Добавлен:

16.08.2013

Размер:

10.65 Mб

Скачать

☆

1 / 351 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Министерство образования и науки Российской Федерации Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Обнинский институт атомной энергетики

А.С. Шелегов, С.Т. Лескин, В.И. Слободчук

НАСОСНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ АЭС

Рекомендовано УМО «Ядерные физика и технологии» в качестве учебного пособия

для студентов высших учебных заведений

Москва 2011

УДК 621.311.25(075) ББК 31.47я7 Ш 43

Шелегов А.С., Лескин С.Т., Слободчук В.И. Насосное оборудование АЭС: Учебное пособие. М.: НИЯУ МИФИ, 2011. – 348с.

Изложены основные принципы проектирования насосного оборудования различного типа с учетом специфики работы их на АЭС. Рассмотрены особенности работы насосов в конкретных тепловых схемах АЭС с ВВЭР-1000. Приведены технические данные по насосам различных систем. Особое внимание уделено роли насосного оборудования в осуществлении технологического процесса. Приведены сведения о конструкции собственно насоса и его отдельных узлов. Рассмотрены вопросы эксплуатации насосов на АЭС.

Для студентов вузов инженерно-физических и энергетических специальностей.

Подготовлено в рамках Программы создания и развития университета НИЯУ МИФИ.

Рецензент канд. техн. наук, доц. В.С. Харитонов

ISBN 975-5-7262-1499-3	© Национальный исследовательский
	ядерный университет «МИФИ», 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ...............................................................................................	9
ВВЕДЕНИЕ.....................................................................................................	10
ГЛАВА 1. ЕДИНИЦЫ, СВОЙСТВА ЖИДКОСТИ,
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ГИДРАВЛИКИ..................................	12
1.1. Основные свойства жидкостей.........................................................	12
1.2. Основные уравнения статики и кинематики...................................	21
1.3. Уравнение постоянства расхода.......................................................	23
1.4. Режимы движения жидкости............................................................	25
1.5. Потери напора, коэффициент гидравлического трения.................	27
ГЛАВА 2. НАСОС: ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
И ХАРАКТЕРИСТИКИ..............................................................	31
2.1. Классификация насосов.....................................................................	31
2.2. Основные параметры насоса.............................................................	38
2.3. Принцип действия лопастных насосов............................................	43
2.4. Характеристика центробежного насоса...........................................	48
2.5. Характеристика насоса при изменении вязкости жидкости..........	50
2.6. Влияние геометрических и режимных параметров
на характеристику насоса..................................................................	52
ГЛАВА 3. РАБОТА НАСОСА В СЕТИ......................................................	54
3.1. Характеристика гидравлической сети..............................................	54
3.2. Работа насоса на сеть.........................................................................	62
3.3. Влияние характеристики сети на работу насоса.............................	64
3.4. Сложение характеристик элементов сети........................................	66
3.5. Выбор рабочей точки насоса и построение
характеристики сети..........................................................................	69
3.6. Регулирование режима работы насоса.............................................	70
3.6.1. Регулирование изменением характеристики сети........................	71
3.6.2. Регулирование изменением характеристики насоса
за счет изменения чисел оборотов мотора....................................	71
3.6.3. Бесступенчатое регулирование......................................................	72
3.7. Последовательная и параллельная работа насосов на сеть............	74
3.7.1. Параллельное подключение насосов.............................................	74
3.7.2. Последовательное подключение насосов.....................................	78
3.8. Влияние формы характеристик насоса
на эксплуатацию системы.................................................................	80
ГЛАВА 4. КАВИТАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В НАСОСАХ......................	81
4.1. Кавитация: основные понятия, причины возникновения
и ее последствия.................................................................................	81
4.2. Кавитационные явления в центробежных насосах.........................	82

4.3. Основные параметры, характеризующие кавитацию.....................	84
4.4. Влияние термофизических параметров: температуры,
наличия газовой фазы........................................................................	87
ГЛАВА 5. КОНСТРУКЦИЯ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ
НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ.......................................................	89
5.1. Рабочее колесо ...................................................................................	89
5.2. Направляющий аппарат.....................................................................	89
5.3. Вал насоса...........................................................................................	90
5.4. Соединительные муфты....................................................................	91
5.4.1. Втулочно-пальцевая муфта............................................................	91
5.4.2. Зубчатая муфта................................................................................	92
5.4.3. Упругая муфта.................................................................................	92
5.5. Уплотнения валов..............................................................................	93
5.5.1. Сальниковое уплотнение................................................................	93
5.5.2. Манжетные уплотнения .................................................................	93
5.5.3. Торцевые уплотнения.....................................................................	94
5.5.4. Щелевые и динамические уплотнения..........................................	95
ГЛАВА 6. ГЛАВНЫЙ ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ НАСОС ГЦН-195М........	96
6.1. Общие сведения.................................................................................	96
6.1.1. Назначение ......................................................................................	96
6.1.2. Конструктивная схема ГЦН с механическим
уплотнением вала...........................................................................	97
6.1.3. Технические характеристики.......................................................	101
6.1.4. Характеристики насоса.................................................................	104
6.2. Общее устройство главного циркуляционного
насоса ГЦН-195М............................................................................	105
6.2.1. Улитка............................................................................................	105
6.2.2. Нижняя проставка.........................................................................	108
6.2.3. Опорные шаровые устройства.....................................................	108
6.2.4. Верхняя проставка........................................................................	110
6.2.5. Биологическая защита..................................................................	110
6.2.6. Торсионная муфта.........................................................................	111
6.2.7. Материалы.....................................................................................	113
6.3. Устройство выемной части ГЦН-195М.........................................	113
6.3.1. Корпус выемной части .................................................................	114
6.3.2. Вал..................................................................................................	116
6.3.3. Блок торцевых уплотнений вала..................................................	117
6.3.4. Корпус уплотнения.......................................................................	118
6.3.5. Опорно-упорный подшипник ......................................................	121
6.3.6. Нижний подшипник скольжения.................................................	124
6.3.7. Тепловой барьер............................................................................	126
6.3.8. Тепловой экран..............................................................................	127

6.3.9. Антиреверсное устройство...........................................................	127
6.3.10. Электромагнитное разгрузочное устройство ...........................	128
6.3.11. Рабочее колесо ............................................................................	129
6.4. Устройство составных частей ВЦЭН-315 .....................................	130
6.5. Конструкция электродвигателя ГЦН (ВАЗ 215/109-6АМО5)......	133
6.5.1. Статор двигателя...........................................................................	133
6.5.2. Обмотка статора............................................................................	135
6.5.3. Сердечник ротора..........................................................................	135
6.5.4. Обмотка ротора.............................................................................	135
6.5.5. Воздухоохладители.......................................................................	136
6.5.6. Верхняя крестовина......................................................................	136
6.5.7. Нижняя крестовина.......................................................................	138
6.5.8. Направляющие подшипники........................................................	139
6.5.9. Подпятник......................................................................................	139
6.5.10. Радиальные уплотнения .............................................................	142
6.5.11. Электронагреватели....................................................................	142
6.5.12. Контроль температуры...............................................................	142
ГЛАВА 7. КОНДЕНСАТНЫЕ НАСОСЫ.................................................	144
7.1. Конденсатный насос 1-й ступени...................................................	144
7.1.1. Общее описание конструкции.....................................................	144
7.1.2. Устройство и работа насоса.........................................................	145
7.1.3. Верхний опорно-упорный подшипник .......................................	146
7.1.4. Нижний опорный подшипник......................................................	147
7.1.5. Разгрузочный барабан..................................................................	147
7.1.6. Уплотнение ротора КЭН-1...........................................................	148
7.1.7. Характеристики КЭН-1 ................................................................	149
7.1.8. Технические данные КЭН-1.........................................................	150
7.2. Конденсатный насос 2-й ступени...................................................	151
7.2.1. Общее описание конструкции.....................................................	151
7.2.2. Устройство и работа насоса.........................................................	152
7.2.3. Опорные подшипники насоса......................................................	154
7.2.4. Концевые уплотнения...................................................................	155
7.2.5. Характеристики КЭН-2 ................................................................	155
7.2.6. Технические данные КЭН-2.........................................................	156
7.3. Общие вопросы эксплуатации конденсационной установки.......	157
7.3.1. Схема обвязки КЭН-1...................................................................	157
7.3.2. Схема обвязки КЭН-2...................................................................	158
7.3.3. Пуск конденсационной установки в работу...............................	158
7.3.4. Работа конденсатных насосов в номинальных режимах...........	161
7.3.5. Возможные нарушения в работе конденсатных насосов..........	162
ГЛАВА 8. ТУРБОПИТАТЕЛЬНЫЙ НАСОС...........................................	167
8.1. Назначение .......................................................................................	167

8.2. Критерии проектирования ..............................................................	167
8.3. Описание технологических схем ТПН...........................................	168
8.3.1. Схема питательной воды ТПН.....................................................	169
8.3.2. Схема уплотнений ПН и БН.........................................................	169
8.3.3. Схема подачи пара на приводную турбину................................	170
8.3.4. Схема откачки конденсата и циркводоснабжения ТПН............	171
8.3.5. Схема уплотнений приводной турбины......................................	172
8.3.6. Схема отсоса воздуха из конденсатора ТПН..............................	173
8.3.7. Система маслоснабжения ТПН....................................................	173
8.3.8. Система регулирования и защиты ТПН......................................	175
8.3.9. Смежные системы.........................................................................	180
8.4. Основное оборудование..................................................................	182
8.4.1. Приводная турбина К-10-5/3400..................................................	182
8.4.2. Конденсационная установка и вспомогательное
оборудование.................................................................................	191
8.4.3. Питательный насос.......................................................................	199
8.4.4. Бустерный насос............................................................................	207
ГЛАВА 9. НАСОСЫ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ.................................	212
9.1. Насосы системы аварийного и планового расхолаживания.........	212
9.1.1 Назначение системы......................................................................	212
9.1.2. Критерии и требования, предъявляемые к системе...................	212
9.1.3. Принципы построения системы ..................................................	213
9.1.4. Взаимосвязь с другими системами..............................................	215
9.1.5. Насос ЦНР-800-230.......................................................................	216
9.1.6. Характеристики насоса ЦНР-800-230 .........................................	218
9.2. Спринклерная система.....................................................................	220
9.2.1 Назначение системы......................................................................	220
9.2.2. Состав оборудования системы.....................................................	221
9.2.3. Принцип работы системы ............................................................	222
9.2.4. Конструкция насосов....................................................................	223
9.2.5. Характеристики насосов ..............................................................	227
9.3. Система аварийного ввода бора .....................................................	229
9.3.1. Назначение системы.....................................................................	229
9.3.2. Группа аварийного ввода бора ....................................................	230
9.3.3. Группа аварийного впрыска бора................................................	236
ГЛАВА 10. НАСОСЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.....................	242
10.1. Система организованных протечек..............................................	242
10.1.1. Назначение и общее устройство................................................	242
10.1.2. Краткое описание технологической схемы..............................	243
10.1.3. Конструкция насоса....................................................................	245
10.1.4. Технические характеристики.....................................................	246
10.1.5. Эксплуатация системы...............................................................	247

10.2. Система промконтура....................................................................	249
10.2.1. Назначение и общее устройство................................................	249
10.2.2. Состав системы...........................................................................	251
10.2.3. Конструкция насоса....................................................................	252
10.2.4. Технические характеристики.....................................................	254
10.2.5. Эксплуатация системы...............................................................	254
10.3. Система маслоснабжения ГЦН.....................................................	256
10.3.1. Техническое описание................................................................	256
10.3.2. Описание оборудования.............................................................	258
10.3.3. Конструкция маслонасосов........................................................	259
10.3.4. Технические характеристики маслонасосов.............................	262
10.3.5. Эксплуатация системы...............................................................	262
10.4. Система продувки ПГ....................................................................	264
10.4.1. Назначение системы...................................................................	264
10.4.2. Описание технологической схемы............................................	266
10.4.3. Конструкция насосов..................................................................	266
10.4.4. Технические характеристики насосов.......................................	270
10.4.5. Эксплуатация системы...............................................................	271
10.5. Система спецканализации РО.......................................................	272
10.5.1. Назначение системы...................................................................	272
10.5.2. Описание системы спецканализации РО..................................	272
10.5.3. Конструкция насосов..................................................................	274
10.5.4. Технические характеристики насосов.......................................	277
10.5.5. Эксплуатация системы...............................................................	279
10.6. Система маслоснабжения РО........................................................	281
10.6.1. Назначение системы маслоснабжения......................................	281
10.6.2. Описание оборудования системы маслоснабжения РО ..........	282
10.6.3. Конструкция насосов..................................................................	284
10.6.4. Технические характеристики маслонасосов.............................	285
10.6.5. Эксплуатация системы...............................................................	286
10.7. Система боросодержащей воды и борного концентрата............	288
10.7.1. Назначение системы...................................................................	288
10.7.2. Описание оборудования.............................................................	291
10.7.3. Конструкция насосов..................................................................	291
10.7.4. Технические характеристики насосов.......................................	293
10.7.5. Эксплуатация системы...............................................................	294
10.8. Система дистиллята.......................................................................	295
10.8.1. Назначение системы...................................................................	295
10.8.2. Описание оборудования.............................................................	296
10.8.3. Конструкция насосов..................................................................	297
10.8.4. Технические характеристики.....................................................	298
10.8.5. Эксплуатация системы...............................................................	298

10.9. Узел реагентов РО..........................................................................	300
10.9.1. Общее устройство.......................................................................	300
10.9.2. Описание оборудования.............................................................	300
10.9.3. Конструкция насосов..................................................................	301
10.9.4. Технические характеристики насосов.......................................	303
10.9.5. Эксплуатация системы...............................................................	304
ГЛАВА 11. ЭКСПЛУАТАЦИЯ НАСОСОВ НА АЭС .............................	307
11.1. Схема насосной установки............................................................	307
11.1.1. Насосная установка.....................................................................	307
11.1.2. Технологическая схема насосной установки............................	309
11.1.3. Вспомогательные системы насосной установки......................	310
11.2. Эксплуатационные состояния насосов ........................................	316
11.2.1. Заполненный насос.....................................................................	316
11.2.2. Запаривание насоса.....................................................................	317
11.2.3. Срыв работы насоса....................................................................	317
11.3. Оперативные состояния насосов..................................................	319
11.3.1. Насос в ремонте ..........................................................................	319
11.3.2. Насос в резерве............................................................................	320
11.3.3. Насос в работе.............................................................................	322
11.3.4. Насос на консервации.................................................................	322
11.4. Режимы работы насосов................................................................	323
11.4.1. Перевод насосов в различные оперативные состояния...........	323
11.4.2. Вывод насоса из ремонта в резерв.............................................	324
11.4.3. Включение насоса в работу из резерва.....................................	328
11.4.4. Отключение насоса из работы в резерв....................................	329
11.4.5. Вывод насоса из резерва в ремонт.............................................	330
11.4.6. Постановка насоса на АВР.........................................................	332
11.4.7. Включение насоса по АВР.........................................................	333
11.4.8. Снятие насоса с АВР в резерв....................................................	334
11.5. Оперативный контроль насосов в различных состояниях.........	335
11.5.1. Насос в ремонте ..........................................................................	335
11.5.2. Контроль правильности вывода насоса в резерв......................	337
11.5.3. Насос в работе.............................................................................	338
11.5.4. Насос в режиме АВР...................................................................	341
11.5.5. Насос, включенный по АВР.......................................................	342
11.6. Характерные неисправности.........................................................	343
11.7. Правила ТБ и ПБ при эксплуатации насосов ..............................	345
Список рекомендуемой литературы......................................................	346

ПРЕДИСЛОВИЕ

На современном этапе развития атомной энергетики большое внимание уделяется подготовке грамотного персонала АЭС, комплексно понимающего суть происходящих процессов в системах станции. В связи с этим важной задачей специальных дисциплин является научить студента глубоко понимать принципы, на которые опирается изучаемая им специальность. Полученные студентом знания должны помочь молодым специалистам быстрее адаптироваться на рабочем месте и позволить успешно решать сложные инженерные задачи.

В данной книге собран и систематизирован материал по насосам АЭС с реактором типа ВВЭР-1000. Большое внимание уделено разъяснению основных принципов работы насосных агрегатов различного типа. Для лучшего понимания вопросов, связанных с эксплуатацией насосов на атомных станциях, учтены лишь главные факторы, определяющие характер процессов.

Авторы выражают благодарность специалистам УТП Калининской АЭС.

ВВЕДЕНИЕ

Независимо от типа реакторов и технологических схем ядерных энергетических установок (ЯЭУ) одним из обязательных видов оборудования являются насосы. Они обеспечивают циркуляцию охлаждающей среды в первом, втором и вспомогательных контурах. Надежность эксплуатации реактора, его работоспособность в нормальных, переходных и аварийных режимах, работоспособность вспомогательного охлаждаемого оборудования зависят от наличия циркуляции охлаждающей среды, т.е. от работоспособности насосов. Этим и объясняется то внимание, которое уделяется вопросам надежной работы циркуляционных средств.

Насосы, работающие в контурах, не связанных с теплоносителем, представляют собой, как правило, насосы обычной конструкции. Что касается насосов, предназначенных для перекачки теплоносителя, то условия их работы и предъявляемые требования вынуждают создавать специальные конструкции.

Циркуляционный насос ЯЭУ должен удовлетворять следующим основным требованиям:

иметь определенную гидравлическую характеристику; позволять работать как при номинальных, так и пусковых пара-

метрах; мощность привода должна обеспечить нормальное функциони-

рование насоса во всех режимах работы, привод насоса должен обеспечить надежных запуск насоса при любой температуре теплоносителя;

конструкция должна надежно обеспечить отсутствие протечек радиоактивного теплоносителя во внешнюю среду;

насос должен обеспечить определенные показатели надежности – ресурс, срок службы, наработку на отказ; быть ремонтопригодным;

насос должен быть удобным для монтажа и демонтажа, отдельные узлы и детали должны быть технологичны в изготовлении и сборке;

материалы, применяемые для изготовления насоса, должны быть коррозионно-стойкими по отношению к перекачиваемой среде и допускать проведение промывок дезактивирующими растворами.

1 / 351 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
16.08.20137.37 Mб217Хлопкин Морская атомная енергетика 2007.pdf
#
16.08.20132.03 Mб68Цывкунова Интернатионал Лаw Учебно-методическое пособие 2010.pdf
#
16.08.2013673.64 Кб68Цыганова Современная нормативная документация 2008.pdf
#
16.08.201315.92 Mб146Чернов Влияние легирования 2007.pdf
#
16.08.201351.53 Mб83Шведенко Начала анализа функций комплексной переменной 2008.pdf
#
16.08.201310.65 Mб1657Шелегов Насосное оборудование АЕС 2011.pdf
#
16.08.20133.17 Mб1061Шелегов Физические особенности и конструкция Реактора РБМК-1000 2007.pdf
#
16.08.20138.21 Mб332Шишкин Основы проектирования станочных приспособлений 2010.pdf
#
16.08.201311.25 Mб313Шмаков Основы металловедения 2007.pdf
#
16.08.20132.35 Mб115Шмелев Физические основы обезвреживания 2008.pdf