Материал: Шелегов Насосное оборудование АЕС 2011
6.3.2. Вал
Вал, выполненный из стали 14Х17Н2 (рис. 6.16), вращается в двух подшипниках: верхнем опорно-упорном подшипнике и нижнем подшипнике скольжения.
Рис. 6.16. Вал ГЦН
116
На нижнем конце вала по ходовой посадке устанавливаются две втулки, работающие по вкладышам из графитофторпластовой пластмассы нижнего подшипника скольжения. Для предохранения от поворота втулок относительно вала установлена шпонка. На обоих концах вала имеются эвольвентные шлицы для посадки рабочего колеса и гребня упорного подшипника.
Такое соединение обеспечивает как надежность установки колеса и гребня на валу, так и их удобную сборку и разборку. Вал насоса динамически балансируется совместно с рабочим колесом и гребнем упорного подшипника.
6.3.3. Блок торцевых уплотнений вала
Блок торцевых уплотнений вала (рис. 6.17) служит для предотвращения протечек теплоносителя из 1-го контура по валу насоса и состоит из четырех ступеней уплотнения, каждая из которых включает роторный элемент 13, закрепленный на валу, и статорный элемент 12, закрепленный в корпусе. Блок торцевых уплотнений вала объединяется с корпусом нижнего гидростатического подшипника 1 и устроен из двух основных дросселирующих ступеней гидростатического типа 14, 15, разделительной ступени 4 и концевой ступени 8.
Рис. 6.17. Блок торцевых уплотнений:
1 – корпус нижнего подшипника; 2 – нижний гидростатический подшипник; 3 – корпус выемной части; 4 – разделительная ступень; 5 – кольцо; 6 – втулка; 7 – вал; 8 – концевая ступень; 9 – резиновая прокладка; 10 – пружины; 11 – корпус статорного элемента; 12 – статорный элемент; 13 – роторный элемент; 14 – основная дросселирующая ступень 1; 15 – основная дросселирующая ступень 2; 16 – установочное кольцо
117
6.3.4. Корпус уплотнения
Корпус уплотнения (см. рис. 6.17) со встроенным холодильником выполнен сварным из стали 12Х18Н10Т. В корпусе есть многозаходная спиральная канавка для прохода охлаждающей воды промконтура (с расходом 3 м3/ч) и тепловой барьер для снижения температуры в зоне уплотнения как по валу насоса, так и по корпусу. В корпусе выполнены каналы с выходными штуцерами для подвода и отвода запирающей воды, подвода воды отмывки бора, дросселя первой ступени, дросселя второй ступени со штуцером замера давления между торцевыми ступенями.
При температуре теплоносителя первого контура более 50 °С подача промежуточного контура ГЦН на встроенный холодильниккорпуса уплотнения вала обязательна для обеспечения работы уплотнений с допустимой температурой.
Основные торцевые дросселирующие ступени гидростатического типа одинаковы и состоят из двух основных элементов: статорного – с невращающимся элементом уплотнения и роторного – с вращающимся. Статорный элемент 12 может перемещаться по оси и поджиматься к роторному элементу 13 пружинами 10. Ограничитель удерживает элемент от вращения. Для устранения перетечек воды между корпусом и статорным элементом установлена резиновая прокладка 9.
Статорный элемент состоит из корпуса 11, в который вставлено кольцо из силицированного графита типа СГП-05 (получаемого путем пропитки пористого графита кремнием), удерживающееся в корпусе установочным кольцом 16. Уплотнение кольца из силицированного графита в корпусе статорного элемента осуществляется резиновым кольцом. Опорные и торцевые поверхности кольца и корпуса взаимно притираются. Роторный элемент состоит из корпуса 14, в который вставлено кольцо из силицированного графита, удерживаемое от выпадения при сборке и разборке установочным кольцом.
Уплотнение кольца из силицированного графита в корпусе осуществляется резиновым кольцом.
Стыковочные торцевые поверхности кольца из силицированного графита и корпуса взаимно притираются. На торцевой поверхности кольца выполнены по окружности четыре канавки с четырь-
118
мя отверстиями, выходящими на наружную цилиндрическую поверхность.
В отверстия каналов вклеены дросселирующие жиклеры.
При подаче запирающей воды в уплотнение она проходит через жиклеры и канавки на торцевой поверхности кольца и отжимает статорный элемент уплотнения на величину рабочего зазора (10 мкм), обеспечивая смачивание рабочих поверхностей и протечку запирающей воды через зазор.
Отжатие статорного элемента происходит при давлении 15–
20кгс/см2.
Разделительная ступень уплотнения 4 так же, как и гидростати-
ческие ступени, состоит из статорного и роторного элементов, уплотнительного кольца и пружин.
Отличие в том, что статорный элемент разделительной ступени находится в непосредственном контакте с роторным элементом.
Уплотняющее графитовое кольцо при подаче запирающей воды работает на растяжение (в основных ступенях – на сжатие). Для обеспечения смачивания трущихся поверхностей рабочий поясок кольца из силицированного графита выполнен в виде эллипса. При такой конструкции уплотнения при перепаде давления до 20 кгс/см2 протечка запирающей воды в контур не превышает обычно 100 л/ч. Концевая ступень уплотнения также состоит из корпуса, статорного и роторного элементов, пружин и уплотняющего кольца.
Основные элементы узла уплотнения вала ГЦН-195М показаны на рис. 6.18.
Во всех режимах работы уплотнения статорный элемент находится в непосредственном контакте с роторным элементом уплотнения. При нормальной работе насоса (t = 280 °С; Р = 160 кгс/см2) и давлении гидроиспытаний (Р = 250 кгс/см2) протечка не превышает 50 л/ч. Для надежного предотвращения протечек воды первого контура из насоса через каналы в корпусе в полость уплотнения от системы подпитки-продувки подается очищенная и охлажденная запирающая вода под давлением, превышающим давление на нагнетании ГЦН на 5−8 кгс/см2.
Запирающая вода через каналы в корпусе уплотнения подается в полость между разделительной ступенью и основной торцовой. Часть уплотняющей воды проходит через жиклеры и поступает на
119
поверхности трения графитовых колец первой основной ступени, охлаждает их и корпус уплотнения и поступает на вторую основную торцевую ступень.
Рис. 6.18. Основные элементы узла уплотнения вала ГЦН-195М
120