Гидростатических подшипников

/ — напорный коллектор; 2 — рабочее колесо; 3 — нижний гидростатический подшипник; 4 — холодильник вала; 5 — стояночное уплотнение; 6 — узел уплотнения вала; 7 — верхний радиально-осевой подшипник; 8 — муфта; 9 — электродвигатель; 10 — максимальный уровень (насос остановлен); 11 — уровень заполнения; 12 — рабочий уровень; 13 — минимально возможный уровень при работе; 14 — корпус насоса

1.13. Схема погружного малозаглубленного насоса для жидкого металла: 1 — нижний гидростатический подшипник; 2 — патрубок слива протечек; 3 — уровень заполнения; 4 — биологическая защита; 5 — бак насоса; б — радиально-осевой подшипник; 7— уплотнение вала; 8 — муфта; 9 — электродвигатель; 10 — маховик; 11 — уровень в остановленном насосе; 12 — вал насоса; 13 — рабочий уровень

ных насосов ( 1.12) допустимые колебания уровня натрия над колесом в различных режимах ограничиваются длиной консоли. Погружные насосы с гидростатическими подшипниками. В погружных насосах нижний радиальный гидростатический подшипник погружен в теплоноситель и металл подается к нему с напора рабочего колеса. Верхний радиальный подшипник совмещен с осевым в одном блоке и вынесен из рабочей полости насоса, что

Собственно насос ( 4.5) состоит из бака 4 и выемной части 8. Насос имеет верхний радиально-осевой подшипник скольжения 13 на масляной смазке и нижний гидростатический подшипник, питающийся с напора собственного рабочего колеса. Между верхним и нижним подшипниками расположен узел уплотнения вала 10, предотвращающий выход теплоносителя в обслуживаемое помещение. Для уменьшения осевой силы в заколесной полости предусмотрена разгрузочная камера, соединенная с всасыванием насоса специальным трубопроводом с запорной задвижкой.

ющего аппарата 3 и корпуса 8. Крышка с горловиной представляет собой сварную конструкцию из теплоустойчивой перлитной стали и включает в себя гидростатический подшипник и концевое уплотнение вала. Внутренние поверхности крышки с горловиной наплавлены нержавеющей сталью. Гидростатический подшипник представляет собой втулку из стали 1X13, в которой имеется 12 несущих камер. Вода в ГСП подается через гидроциклон с напора насоса. Уплотнение вала конструктивно выполнено из двух уплотнений: уплотнения с плавающими кольцами на высокое давление 10 и концевого торцевого уплотнения на низкое давление.

/ — обратный клапан; 2 — улитка нижняя; 3 —• рабочее колесо; 4 — улитка верхняя; 5 — гидростатический подшипник; 6 — вал; 7 — кессон; 8 — крышка; 9 — холодильник; 10 — теплоизоляция; И — уровнемер; 12 — станина электродвигателя; 13 — уплотнение вала; 14 — привод обратного клапана; 15 — осевой подшипник; 16 — зубчатая муфта; 17 — электродвигатель

Малозаглубленный насос второго контура ( 5.3) устанавливается на каждой петле в бак 14. В баке расположена двухза-ходная, сваренная из двух половин улитка 16. 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, стояночное 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). 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 лабиринтами, 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.

Вал насоса 11 вращается на двух опорах. Верхней опорой является двойной роликовый подшипник, нижней — дроссельный гидростатический подшипник 8, питаемый с напора колеса. Диаметр гидростатического подшипника равен 320 мм с зазором 0,5 мм.

1 — нижнее уплотнение; 2 — расходомер; 3 — верхнее уплотнение; 4 — шарнир; 3 — направляющий аппарат; 6 — рабочее колесо; 7 — подводящая улитка; 8 — гидростатический подшипник; 9 — уровнемер; 10 — корпус насоса; 11 — термопара; 12 — вал; 13 — теплоизоляция; 14 — сборник случайных протечек масла; 15 — биологическая защита; 16 — кожух воздушного охлаждения; 17 — блок подшипник—уплотнение вала

1 — рабочее колесо; 3 — всасывающая улитка; 3 — гидростатический подшипник; 4 — бак; 5 — вал насоса

/ — электродвигатель; 2 — соединительная муфта; 3 — осевой подшипник; 4 — радиальный подшипник; 5 — уплотнение вала; б — кессон; 7 — биологическая защита; 8 — вал; 9 — гидростатический подшипник; 10 — рабочее колесо; //—диффузор; 12 — обратный клапан

расходовать минимальное количество смазывающе-охлаждаю-щей или вывешивающей (для гидростатических подшипников) жидкости;

Система питания гидростатических подшипников. Рассмотрим особенности этой системы насоса РБМК, где она обеспечивает подачу воды в ГСП с напора ГЦН в нормальном режиме работы и от постороннего источника в аварийно-пусковых режимах

Для предотвращения выхода горячей воды из насоса в щелевое уплотнение необходимо подавать запирающую холодную воду. Часть этой воды под наибольшим перепадом идет внутрь насоса, остальная часть под полным перепадом выходит из насоса и сливается в замкнутый контур. Так как протечки через радиальную щель относительно велики, то для питания уплотнения требуются мощные питательные насосы с большим расходом и напором. Для снижения протечек на втулках и валах выполняются зубья. Кроме того, для создания гидродинамического эффекта на втулках и валах иногда выполняются винтовые нарезки различного профиля. Однако указанные выше меры эффективны лишь при малых (<0,1 мм) зазорах, в то время как по мере роста мощности циркуляционных насосов увеличивались и минимально допустимые зазоры, особенно при наличии гидростатических подшипников, которые в настоящее время применяются в большинстве насосов. В современных насосах при уплотняемом диаметре вала около 250 мм величина минимального зазора лежит в пределах от 0,4 до 0,8 мм на сторону, поэтому выполнение зубьев или винтовой нарезки на валу н втулке существенно на величину протечек не влияет.

расходовал минимальное количество смазывающе-охлаждаю-•щей или вывешивающей (для гидростатических подшипников) жидкости;

Отличие гидростатических подшипников от гидродинамических заключается в том, что давление жидкости в несущем слое ГСП создается внешним источником, которым может служить рабочее колесо ГЦН, если теплоноситель подается с его нагнетания, или специальная система с подпиточным насосом. Если жидкость подводится от постороннего источника, то несущая способность ГСП

Другим способом снижения протечек является выполнение нарезок различного профиля на рабочей поверхности вала и втулки, которые за счет гидродинамических эффектов увеличивают гидравлическое сопротивление уплотняющего зазора. Но этот способ эффективен лишь при зазорах 0,1 мм и менее, тогда как у современных мощных ГЦН, особенно при использовании гидростатических подшипников, радиальный зазор (для вала диаметром около 250 мм) составляет 0,3—0,5 мм. В этих условиях винтовые нарезки на валу и втулке на величину протечек существенно не влияют. Например, при испытаниях уплотнения рассматриваемого типа (уплотняемые диаметры 260—310 мм, зазоры между втулкой и валом 0,85—0,87 мм на диаметр) протечки в количестве 37 м3/ч при перепаде давления 5 МПа практически не зависели от того, вращается вал или нет.

4.3.3. Система питания гидростатических подшипников

насоса реактора РБМК, на которой кроме гидравлических характеристик можно определить гидродинамические осевые и радиальные силы, возникающие при работе ГЦН, для чего опоры вывешены на упругих элементах 1 к 2. По величине деформации этих элементов, которые измеряются мостовой тензометрической схемой, судят о величине сил, действующих на опоры. При наличии в ГЦН гидростатических подшипников действующие силы на опорах можно определить, измеряя давление в рабочих камерах подшипников. Этим же методом можно определить и осевую силу, измеряя давление смазывающей жидкости под колодками упорной пяты.

Отработка конструкции гидростатических подшипников. В процессе экспериментальных исследований ГСП при необходимости проверяется влияние на их характеристики определяющих размеров (например, диаметров дросселей), а также возможных геометрических погрешностей изготовления и монтажа. На характеристики радиальных ГСП оказывают влияние отклонения от заданной формы рабочих поверхностей вала и подшипника (конусность и эллиптичность), а также взаимный перекос осей подшипников и вала.

10. Раймонди А. А., Бойд Дж. Исследование гидростатических подшипников скольжения с диафрагменной и капиллярной компенсациями. — Машиностроение, 1957, № 7, с. 84—103.

— питания гидростатических подшипников 115

4.3.3. Система питания гидростатических подшипников . . 115