Рассмотрен оригинальный конструктивный вариант комбинированного турбопривода насосного агрегата, в котором предлагается закрепление рабочих колес на разных валах, соединенных между собой трансмиссионным механизмом. Была поставлена цель провести анализ возможностей разработки модели устройства, который можно применить в качестве турбопривода, с использованием в качестве рабочего тела влажного несепарированного пара. Рассмотренная конструкция относится к энергетике и может быть использована как привод питательного насоса, подающего водную среду (теплоноситель, рабочее тело) в циркуляционные петли ядерных энергетических установок в предаварийных и аварийных режимах функционирования.

Запропоновано удосконалену систему контролю гідротермічних параметрів циркуляційної води безпосередньо на вході в блочні насосні станції атомних електростанцій. Проведено розрахунок економічного ефекту від впровадження розробленої системи автоматизованого контролю температурного режиму циркуляційної води на АЕС.

Цель работы - разработка метода моделирования условий возникновения критических по надежности гидроударов по напорным насосам трубопроводных систем тепловых (ТЭУ) и ядерных (ЯЭУ) энергоустановок на основании общих положений теории теплогидродинамической неустойчивости (ТГДН). На основании разработанного метода определены условия возникновения критических по надежности гидроударов по насосам для типичной трубопроводной системы ТЭУ и ЯЭУ. При минимально допустимой (критической) чувствительности расходной характеристики амплитуды колебаний скорости (расхода) потока достигают критических значений, при которых происходит отказ по работоспособности рабочих элементов насосов. Возникновение критических гидроударов соответствует переходу колебательной ТГДН в апериодическую. Перспективным подходом в отношении предотвращения критических гидроударов представляется приоритет использования насосов с наиболее чувствительной расходной (сетевой) характеристикой (при прочих равных технических возможностях). Новизна работы заключается в предложенном авторами методе, который в отличие от традиционных подходов определяет условия возникновения гидроударов по насосам как переход колебательной ТГДН в апериодическую неустойчивость.

Індекс рубрикатора НБУВ: З470.79

Рубрики:

Насосні станції та установки

Шифр НБУВ: Ж24320 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено методи зниження коливань тиску в напірних магістралях насосів високого тиску. Обгрунтовано вибір розрахункової моделі випробування демпфуючих пристроїв для зниження коливань тиску до заданої межі, визначено контроль і профілактику режиму зриву роботи насосів високого тиску. Проаналізовано умови виникнення явищ переривання роботи насосів при перекачуванні насичених і скипаючих середовищ, досліджено рівні коливань тиску, методи їх зниження. Виконано аналітичне дослідження режимів роботи насосів високого тиску, зокрема резонансних режимів. Аналітично відрефлексовано та експериментально досліджено пристрої різного типу для зниження коливань тиску в насосах. Для розрахунку конструкції гасителя коливань тиску застосовано метод динамічного гасіння коливань, який раніше використовувався в механіці. Розроблено експериментальний стенд, на якому апробовано розроблені гасителі коливань тиску, виконано фізичне дослідження режиму зриву роботи насоса під час роботи. Констатовано, що результати експериментів добре узгоджуються з проведеними теоретичними дослідженнями. Зазначено валідність результатів експериментальних випробувань в кількісному і якісному вимірі з результатами розрахунків, отриманих аналітично.

Індекс рубрикатора НБУВ: З470.79

Рубрики:

Насосні станції та установки

Шифр НБУВ: Ж24320 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено методи зниження коливань тиску в напірних магістралях насосів високого тиску, випробування демпфуючих пристроїв для зниження коливань тиску до заданої межі, а також контроль і профілактику режиму зриву роботи насосів високого тиску. Проаналізовано умови виникнення явищ зриву роботи насосів при перекачуванні насичених і скипаючих середовищ, а також досліджені рівні коливань тиску і методи їх зниження. Виконано аналітичне дослідження режимів роботи насосів високого тиску, зокрема резонансних режимів, а також аналітичне та експериментальне дослідження пристроїв різного типу для зниження коливань тиску в насосах. Для розрахунку конструкції гасителя коливань тиску використаний метод динамічного гасіння коливань, який раніше використовувався в механіці. Розроблено експериментальний стенд, на якому апробовані розроблені гасителі коливань тиску і виконано фізичне дослідження режиму зриву роботи насоса. Результати експериментів добре узгоджуються з проведеними теоретичними дослідженнями. Виконано аналітичне та експериментальне дослідження режиму зриву роботи поршневих насосів, а також розроблено і фізично досліджено пристрої для контролю режиму зриву. Результати експериментів показали якісну і кількісну відповідність з результатами розрахунків, отриманих аналітично.

Розглянуто науково-прикладні задачі оцінювання технічного стану та безпечної експлуатації головного циркуляційного насосу атомної станції враховуючи процеси його деградації. Виконано аналіз існуючих стандартів з безпечної експлуатації головного циркуляційного насосу та запропоновано структуру нормативних документів, яка дає можливість виробити єдиний підхід до вибору фізичних параметрів, що характеризують стан обладнання з урахуванням його деградації. Вдосконалено метод оцінювання технічного стану насосу за визначенням коефіцієнту відносної оцінки, що дозволило вперше отримати математичну модель залежності цього коефіцієнта від технічних параметрів, що визначають старіння обладнання, розроблено та верифіковано програмний розрахунковий комплекс для оцінювання технічного стану, а саме лінійного напружено-деформованого стану корпусу улитки за допомогою реалізованих в ньому фізико-математичних моделей. На підставі досліджень розроблено проект стандарту організації з оцінювання технічного стану та безпечної експлуатації насосу.

Для насосів АЕС визначальним фактором є безпечність експлуатації, а також максимальна герметизуюча здатність. Це висуває додаткові вимоги для вибору типу ущільнення. В насосах атомних електростанцій широко застосовуються торцеві ущільнення. Розглянуто процеси, що відбуваються на стику спряжених торцевих поверхонь деталей ущільнення в різних режимах роботи. До насосів систем охолодження і безпеки, що перекачують радіоактивні рідини, висувають вимоги, частина з яких може виконуватись лише за умови використання спеціальних конструкцій. На базі торцевих ущільнень створені нові типи ущільнень, в яких ущільнювальні пояски розвантажені і працюють з невеликим зазором в режимах тертя, близьких до рідинного: гідродинамічні і термогідродинамічні ущільнення. Принцип роботи термогідродинамічних ущільнень грунтується на використанні деформації кілець під дією термічних напружень в зоні контакту. У разі високих перепадів тиску і кутових швидкостей, коли потрібен великий ресурс і допускаються лише незначні витоки, застосовуються ущільнення з безперервною рідинною плівкою - гідростатичні. Імпульсні торцеві ущільнення відносяться до безконтактних ущільнень з саморегульованим зазором і є альтернативою гідростатичним і гідродинамічним безконтактним торцевим ущільненням. Імпульсні торцеві ущільнення з саморегульованим зазором мають низку переваг у порівнянні зі звичайними механічними торцевими ущільненнями і безконтактними торцевими ущільненнями гідростатичного і гідродинамічного типу. Ущільнення з імпульсним врівноваженням аксіально-рухомого кільця під час обертання вала забезпечують безконтактну роботу з малими витоками, а під час зупинки - повну герметичність. Проведений аналіз ущільнень роторів насосів АЕС показав, що на сьогодні найперспективнішими є гідростатичні та імпульсні ущільнення з гарантованим зазором. Наведені приклади промислового застосування імпульсних ущільнень в насосному обладнанні АЕС.

Проаналізовано зміни конструкцій критичних з точки зору безпеки вузлів головних циркуляційних насосів (ГЦН) ядерних енергоблоків та відповідну динаміку супутніх теплогідравлічних проблем, обумовлених цими змінами. Привернуто увагу до недостатньо вивчених складних теплофізичних процесів, що відбуваються у трибологічних парах механічного ущільнення валу і підшипників ковзання, де штатні режими тертя і змащування можуть латентно переходити до передаварійних і недостатньо контрольованих існуючими системами моніторингу технічних станів.

Індекс рубрикатора НБУВ: З470.79-55

Рубрики:

Насосні станції та установки

Шифр НБУВ: Ж24320 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Вузол ущільнення є складною системою, від якої багато в чому залежать надійність, безпека і довговічність насосного агрегату. Проведено аналіз існуючих конструкцій вузлів ущільнення насосів атомних електростанцій, який показав, що найбільшого поширення набули гідростатичні і механічні торцові ущільнення з поліпшеними умовами змащення. Найбільш перспективним є гідростатичне ущільнення з імпульсним урівноваженням аксіально рухомого кільця, яке при обертанні вала забезпечує безконтактну роботу з малими витоками, а при стоянці - повну герметичність. Побудована модель і методика розрахунку імпульсного торцового ущільнення як системи автоматичного регулювання торцового зазору і протікання, яка дозволяє виявити небезпечні області частот обертання і підібрати параметри ущільнення так, щоб амплітуди вимушених осьових коливань кільця не виходили за допустимі межі. Наведено приклади промислового застосування ущільнюючих систем, створених на основі імпульсних ущільнень, які забезпечують необхідну герметичність, надійність і екологічну безпеку в екстремальних умовах, характерних для насосного обладнання АЕС.

Побудовано модель безвального насоса, переваги якого полягають у відсутності контактів робочого колеса з нерухомим корпусом. Отримано статичні та витратні характеристики насоса з ущільненнями-опорами. Безвальні насоси є прикладом використання щілинних ущільнень як опор, крім їх основного призначення - обмежувати перетоки між порожнинами з різним тиском. Проведено аналіз динаміки безвального консольного насоса з комбінованим опорно-врівноважуючим і ущільнюючим вузлом, результати якого засвідчили, що насос має достатній запас вібронадійності.

Вирішено науково-практичну задачу щодо забезпечення вібронадійності відцентрових насосних агрегатів АЕС, що реалізується на створенні достовірної математичної моделі динамічної системи насосного агрегату в цілому. Розглянуто динамічну підсистему ротора насоса. Встановлено, що власні частоти коливань ротора насоса в значній мірі залежать від податливостей корпусів підшипників. Оскільки ротор - невід'ємна частина насосного агрегату, то проаналізовано динамічні характеристики агрегату. Зазначено, що результати розрахунку й експериментального визначення власних частот агрегату показали, що власні частоти окремих елементів значно відрізняються від власних частот системи, отже, розгляд системи в цілому дозволяє визначати динамічні характеристики агрегату достовірно. Створено методику побудови математичної моделі насосного агрегату. Досліджено вплив податливості кріплення горизонтального насоса на його динамічні характеристики. Розглянуто систему вертикального насосного агрегату та встановлено суттєву відмінність між власними частотами окремих підсистем та власними частотами системи в цілому. З'ясовано вплив податливості кріплення вертикального агрегату на його динамічні характеристики. Розроблено основні конструктивні способи відлаштування насосних агрегатів від резонансних режимів роботи.