Шелегов Насосное оборудование АЕС 2011

Дроссельные шайбы установлены в разъемах фланцев патрубков. В верхнюю крестовину масло подается из масляного бака по трубе, вваренной в боковую поверхность цилиндра под днищем масляной ванны. Масло растекается по кольцевой канавке и через отверстия, равномерно расположенные в днище масляной ванны, поступает в камеру смазки и подается к подшипникам.

Затем, переливаясь через край гнезда, масло попадает в камеру слива и по сливной трубе в коллектор слива. Масло, перетекающее через радиальное уплотнение в камеру дренажа, также отводится по трубе в сливной коллектор.

В нижнюю крестовину масло поступает по трубе, вваренной в

стенку гнезда подшипника. Масло растекается по кольцевой канавке и через радиальные отверстия поступает в камеру подшипника, затем, переливаясь через край гнезда, попадает в камеру слива и (по сливной трубе) в коллектор слива. Масло, перетекающее через радиальное уплотнение вала, попадает в камеру дренажа и затем также в сливной коллектор.

Регулирование распределения масла по крестовинам производится путем подбора диаметра отверстия в шайбе. Шайба на трубе перелива позволяет стабилизировать расход масла через двигатель при изменении температуры и давления масла в напорной магистрали насосного агрегата.

Для облегчения подбора дроссельной шайбы, установленной в напорной ветви на трубопроводе, до шайбы и в маслобаке имеются штуцеры для присоединения манометров.

Схема управления маслосистемой ГЦН предусматривает при аварийной остановке работающего маслонасоса включение резервного. После остановки масляного насоса конструкции маслобака обеспечивается некоторое время полный расход масла через подшипники, а затем, на время последующего выбега (ориентировочно в течение 5 мин) обеспечивается уменьшенный расход масла, соответствующий протечке масла через радиальные уплотнения масляных ванн крестовин.

При полном расходе масло подается к подшипникам через верхние торцы отводящих труб масляного бака, а при уменьшенном – через отверстия этих же труб, расположенные на уровне дна масляного бака.

141

6.5.10. Радиальные уплотнения

Радиальные уплотнения вала, установленные в крестовинах, предназначены для ограничения утечки масла из камер смазки. Уплотнения, установленные в верхней и нижней крестовинах, имеют аналогичную конструкцию. Уплотнительное кольцо, поверхность трения которого залита баббитом, установлено между двумя резиновыми кольцами. Конструкция уплотнения обеспечивает подвижность уплотняющего кольца в радиальном направлении. Ниже маховика, с целью предотвращения выделения паров масла из двигателя насоса, устанавливается щит, снабженный патрубком для отвода протечек жидкости.

6.5.11. Электронагреватели

Электронагреватели предназначены для предотвращения увлажнения изоляции неработающего двигателя. Они должны включаются при каждой остановке электродвигателя не позднее, чем через час после отключения. Нагреватели соединены в две параллельные ветви, мощность каждой − 5 кВт, питание нагревателей от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В. Начала и концы параллельных ветвей выведены на штепсельные разъемы, установленные на корпусе крестовины.

6.5.12. Контроль температуры

Контроль температуры нагрева подпятника и подшипников осуществляется с помощью термопреобразователей сопротивления ТСМ-0979, установленных в сегментах. Нагрев обмотки, сердечника статора контролируется с помощью термопреобразователей сопротивления, заложенных в пазы сердечника при укладке обмотки. Температура горячего и охлажденного воздуха контролируется термометрами ТСМ-6114, установленными в корпусе статора.

Концы всех термометров сопротивления выведены на штепсельные разъемы, установленные на корпусе двигателя. Концы термометров сопротивления заложены в пазы сердечника статора и выведены на штепсельные разъемы через промежуточную клеммную панель. В случае пробоя на корпус обмотки статора конструк-

142

ция панели обеспечивает защиту вторичных цепей измерения от высокого напряжения

На трубопроводе подачи масла на электродвигатель установлен обратный клапан в районе его входа в верхнюю маслованну для того, чтобы не происходило вакуумирование верхней маслованны из-за обратного слива напорного маслопровода (при отключении МНС ГЦН и прекращении подачи масла).

Как было сказано, передача момента вращения рот электродвигателя к выемной части (собственно насосу) ГЦН производится посредством торсионного вала. После проведения капитального ремонта ГЦН (и, соответственно, капремонта электродвигателя) обычно проводят проверку работоспособности электродвигателя с отдельной его прокруткой и замером вибрации.

В этом случае его расчленяют с выемной частью путем стопорения торсиона в поднятом положении.

Однако в этом режиме достигается очень длительный выбег электродвигателя, расцепленного с выемной частью (не менее 25 мин по паспорту завода-изготовителя). Объем верхней маслованны обеспечивает выбег лишь в течение 5 мин без подачи масла. Ясно, что в этом случае проектные защиты по потере подачи масла на ГЦН не спасут двигатель от разрушения при прекращении его подачи, поэтому в этом случае необходимо принятие дополнительных мер безопасности (заневоливание в открытом положении пневмоарматуры на маслопроводах, запитка МНС ГЦН от резервного энергопитания и т.д.).

Также актуальной остается проблема эксплуатации эл. двигателей ГЦН в зимнее время при температуре техводы от +3 до +5 °С. При такой температуре техводы наблюдается интенсивный процесс «отпотевания» обмотки статора электродвигателя, особенно при его останове. Это требует регулирования расходов техводы на электродвигатель со 100 до 20–40 м3/ч.

143

Глава 7. КОНДЕНСАТНЫЕ НАСОСЫ

7.1.Конденсатный насос 1-й ступени

7.1.1.Общее описание конструкции

Втракте основного конденсата КЭН-1 типа КсВА-1500-120 предназначены для подачи конденсата отработанного пара с температурой до 45 °С из конденсаторов турбины на блочную обессоливающую установку. На блок устанавливается три насоса (два рабочих, один – резервный).

Насос КсВА-1500-120 (рис. 7.1) центробежный, 4-ступенчатый, секционного типа, вертикального исполнения. Особенность работы насоса – откачиваемая вода близка к температуре насыщения, на

стороне всасывания всегда глубокий вакуум, а давление нагнетания превышает атмосферное.

Рис. 7.1. Конструкция насоса КсВА-1500-120:

1 – верхний опорно-упорный подшипник; 2 – винтовая втулка; 3 – змеевик; 4 – вал; 5 – грундбукса; 6 – сальниковое уплотнение; 7 – крышка напорная; 8 – разгрузочный барабан; 9 – рабочее колесо 4-й ступени; 10 – разгрузочная труба; 11 – рабочее колесо 3-й ступени; 12 – секция внутреннего корпуса; 13 – направляющий аппарат; 14 – рабочее колесо 2-й ступени; 15 – наружный корпус; 16 – рабочее колесо 1-й ступени; 17 – предвключенное винтовое колесо; 18 – нижний опорный подшипник; 19 – винт; 20 – защитная сетка

144

Привод насоса осуществляется от электродвигателя. Вал насоса соединен с валом электродвигателя через промежуточный вал. На подшипниках электродвигателя установлены термодатчики.

7.1.2. Устройство и работа насоса

Наружный корпус насоса 15 − сварной, внутренний корпус набран из сварно-кованых секций 12, стянутых между собой болтами и шпильками. Внутри секций установлены направляющие аппараты 13. Для возможности опорожнения насоса при выводе в ремонт в нижней части наружного корпуса имеется отверстие М20, заглушенное пробкой.

Стык наружного корпуса и напорной крышки 7 уплотняется резиновыми кольцами и для предотвращения подсоса воздуха в насос имеет гидрозатвор, в который подводится основной конденсат с напора КЭН-1.

В верхнюю часть корпуса конденсатного насоса врезан трубопровод с вентилем, который предназначен для отсоса воздуха из внутренней полости насоса в паровое пространство конденсатора. Эта линия используется при пуске насоса, во время работы насоса вентиль должен быть закрыт.

Ротор насоса состоит из вала 4, рабочих колес 9, 11, 14, 16, защитных втулок, разгрузочного барабана 8. Рабочие колеса имеют одинаковую конструкцию, кроме колеса 1-й ступени специальной конструкции с повышенными антикавитационными свойствами.

Для повышения всасывающей способности насоса и защиты от кавитации основных ступеней перед рабочим колесом 1-й ступени установлено предвключенное винтовое колесо 17, менее подверженное кавитации. При вращении ротора вода, поступающая от винтового колеса в полость первого рабочего колеса, под действием центробежных сил перемещается от центра к периферии и, получая кинетическую энергию, попадает в направляющий аппарат, изменяет направление и поступает в полость второго рабочего колеса, где кинетическая энергия воды переходит в потенциальную (энергию давления). На второй ступени процесс повторяется. За 4-й ступенью рабочих колес давление в напорном патрубке повышается до 10 кгс/см2.

145

7.1.3. Верхний опорно-упорный подшипник

Верхний подшипник насоса 1 – шариковый (рис. 7.2). Смазка подшипника − местная, производится с помощью винтовой втулки 2, захватывающей масло из масляной ванны. Работа насоса с вращением в обратную сторону недопустима из-за отсутствия подачи масла на смазку подшипника и выхода его из строя. Обратное вращение возможно при неправильной фазировке электродвигателя, а также при непосадке обратного клапана после отключения насоса.

В качестве смазочного материала применяется турбинное масло марки ТП-22С. Уровень масла контролируется по маслоуказательному стеклу, на котором нанесены две метки – нижний и верхний допустимые уровни. В процессе эксплуатации насоса необходимо следить за уровнем масла в подшипниках, так как его недостаток и избыток отрицательно сказываются на работе подшипников.

Рис. 7.2. Устройство опорно-упорного подшипника

Охлаждение масла осуществляется техводой неответственных потребителей или циркводой, проходящей через змеевик 3, расположенный в масляной ванне. В корпусе подшипника предусмотрено место для установки термодатчика, контролирующего температуру подшипника.

146

7.1.4. Нижний опорный подшипник

Нижний опорный подшипник насоса (рис. 7.3) выполнен из лингофоля или резины, смазывается и охлаждается перекачиваемым конденсатом, поэтому пуск насоса, не заполненного водой, недопустим.

Рис. 7.3. Нижний опорный подшипник

Конденсат для смазки подается винтом 19, установленным на конце вала. Перед подшипником расположена защитная сетка 20. Во избежание выхода подшипника из строя при засорении сетки в обтекателе, предусмотрен боковой паз для постоянного подвода необходимого количества конденсата. Подшипник очень надежен в работе, контролю в работе недоступен.

7.1.5. Разгрузочный барабан

Из-за разности давлений по обе стороны рабочих колес появляется осевая сила, действующая в сторону всаса. Для уравновешивания осевого усилия предназначен разгрузочный барабан 8 (рис. 7.4), выполняющий две функции: уменьшает осевую силу и снижает давление перед концевым уплотнением со стороны нагнетания насоса. Оставшуюся осевую силу воспринимает верхний радиально-упорный подшипник.

147

выбирается из конструктивных соображений с учетом возможности обеспечения минимальной протечки через нее для недопущения значительного снижения КПД насоса. Полость за барабаном соединяется разгрузочной трубой Ду40 со всасом насоса и в этой полости давление равно давлению всасывания. В результате разницы давлений сверху и снизу на барабан будет действовать усилие, направленное в сторону нагнетания.

148

ются с той же угловой скоростью, что и вал. Вращение от защитной втулки через шпонку 5 передается на обойму, от обоймы – подвижному кольцу. Неподвижное кольцо 3 устанавливается в корпусе и удерживается от поворота винтом. В процессе работы, под действием гидростатического давления уплотняемой жидкости, вращающееся кольцо плотно прилегает к неподвижному кольцу и тем самым создает надежную герметизацию полости насоса. При стоянке насоса пары трения удерживаются в постоянном контакте пружинами 1, которые передают усилие на вращающееся кольцо через нажимное и резиновое кольца, последнее уплотняет радиальный зазор между защитной втулкой и вращающимся кольцом. Герметичность всех соединений обеспечивается уплотнительными резиновыми кольцами круглого сечения. Для отвода тепла от пары трения и удаления продуктов износа, а также создания гидрозатвора к концевому уплотнению подводится конденсат 8.

Сальниковое уплотнение осуществляется мягкой сальниковой набивкой. Герметизация происходит за счет прилегания набивки из сальниковых колец к рубашке, установленной на валу насоса. Гидравлическое кольцо, устроенное между набивкой, предотвращает присосы воздуха через неработающий насос. К кольцу по специальному каналу подводится основной конденсат от напора КЭН-1. Регулировка плотности сальника осуществляется подтягиванием грундбуксы, которая перемещается на шпильках, ввернутых в корпус сальникового уплотнения. Во время работы место трения охлаждается и смазывается водой, которая протекает через сальники наружу. Нормальная величина протечки – частая капельная или тонкая струйная течь через сальники. Не рекомендуется эксплуатировать насос вообще без протечки через сальник. Это приводит к тому, что сальниковая набивка работает без охлаждения и смазки, роль которой выполняет вода, и перегреву уплотнения, что может привести к выходу насоса из строя.

7.1.7. Характеристики КЭН-1

Зависимости напора, мощности, коэффициента полезного действия и допустимого кавитационного запаса от расхода КЭН-1 типа КсВА-1500-120 представлены на рис. 7.6.

149