Основного уплотнения

Триодный тиристор, структура которого представлена на 5.5, б, можно рассматривать также как два диодных тиристора, имеющих общие анод, одну эмиттерную и обе базовые области. Структура основного тиристора выполнена с зашунти-рованным эмиттерным переходом. Поэтому напряжение включения основного тиристора больше, чем управляющего. При подаче отрицательного потенциала на управляющий электрод, т. е. на катод управляющего .тиристора, можно переключить его из закрытого состояния в открытое. А так как обе структуры имеют общие области, то при переключении управляющего тиристора основной тиристор также окажется в открытом состоянии.

Использование тиристоров в качестве бесконтактных аппаратов на постоянном токе затруднительно из-за проблемы отключения. Если в цепях переменного тока тиристоры включаются автоматически при прохождении тока через нуль, то в цепях постоянного тока приходится применять специальные меры по принудительному снижению тока тиристора до нуля, т. е. производить так называемую принудительную коммутацию тока тиристора. Существует много разнообразных схем принудительной коммутации. Большинство из них содержит коммутирующие конденсаторы, которые в нужный момент с помощью вспомогательных тиристоров вводятся в цепь основного тиристора и включают его.

используется предварительно заряженный конденсатор С и вспомогательный тиристор Т2. После включения основного тиристора конденсатор С заряжается через Ri (Ri~^>Ru) с полярностью, указанной на 6.54. Для выключения Т: подается кратковременный управляющий импульс на Т%, после включения которого конденсатор С\ оказывается подключенным к TI с полярностью, вызывающей протекание через TI достаточно большого дополнительного тока в направлении, противоположном основному току. В результате ток через Т\ падает до нуля и 7^ выключается. Далее конденсатор перезаряжается от источника питания через Ra. После снижения зарядного тока в сумме с током через R\ до значения, меньшего /УД2, выключается и Т2. Время от начала перезаряда конденсатора до момента изменения полярности его напряжения должно быть больше времени выключения тиристора Т\—^выкл.т, что обеспечивается выбором достаточно большой его емкости.

Использование тиристоров в качестве бесконтактных аппаратов на постоянном токе затруднительно из-за проблемы отключения. Если в цепях переменного тока тиристоры выключаются автоматически при прохождении тока через нуль, то в цепях постоянного тока приходится применять специальные меры по принудительному снижению тока тиристора до нуля, т. е. производить так называемую искусственную коммутацию тока тиристора. Существует много разнообразных схем искусственной коммутации. Большинство из них содержит коммутирующие конденсаторы, которые в нужный момент с помощью вспомогательных тиристоров вводятся в цепь основного тиристора и выключают его. На 22-15 изображена одна из схем искусственной коммутации. При подаче управляющего импульса на силовой тиристор Д включается цепь нагрузки RH (ток через тиристор iT равен сумме токов нагрузки iH и через конденсатор ic), а коммутирующий конденсатор С заряжается до напряжения источника Е. Полярность напряжения ис указана на 22-15, а. Схема готова к отключению, и если в момент tt подать управляющий импульс на вспомогательный тиристор Дв, то конденсатор С окажется включенным параллельно

пряжения Е. При включении основного тиристора VS конденсатор Ск перезаряжается по цепщ диод VD — реактор L — тиристор VS. Так как Ск и L образуют колебательный контур, то ток в этом контуре прекращается, когда полярность напряжения на конденсаторе изменяется на эбратную, т. е. соответствует показанной на 3.32,а. Таким образом, конденсатор Ск оказывается подготовленным к коммутации. При повторном включении тири-

стора VSK, что соответствует включению ключа S на 3.29, процесс выключения основного тиристора происходит так же, как показано на 3.29,е и г.

Схема регулятора, приведенная на 3.70, отличается меньшим количеством элементов и меньшей зависимостью выходного напряжения от тока нагрузки. Выключение основного тиристора VS происходит при включении коммутирующего тиристора У5„. При этом происходит колебательный перезаряд конденсатора сначала через тиристор VS, ток которого при этом снижается до нуля, а после вы-11-5269 161

ключения VS — через диоды VDC и VDa. Коммутирующие элементы LK и Ск выбираются таким образом, чтобы протекающий через диоды VDC, VDn ток коммутирующего конденсатора оставался больше тока нагрузки в течение времени, которое должно быть больше, чем время выключения основного тиристора. Вместо антипараллельно включенных

Поскольку напряжение, прикладываемое к тиристору на интервале запирания, невелико (оно равно прямому напряжению на диоде D{), выбираем тиристоры с /, = 25 мкс. Токовая нагрузка тиристора VSK и диодов VDa a VDU определяется длительностью импульса тока конденсатора, равной Jt/Z-KCK =66,5 мкс, и амплитудой тока /Скт~250 А (при t/j = 1000 В и /г=70 А). Наибольшая скорость нарастания тока составляет UX[LX^22 А/мкс. Ток основного тиристора VSi равен сумме тока нагрузки и тока перезаряда конденсатора (первая полуволна). Поэтому выбираем тиристор типа ТЧ125.

а — для выключения основного тиристора; б — параллельное соединение двух транзисторов в качестве основного ключевого элемента

Данный способ коммутации используется в схемах, аналогичных представленной на 6.34. В первый момент времени (t = 0) включается вспомогательный ключ, и обратное напряжение конденсатора Со прикладывается к индуктивности выключающей цепи LQ При этом анодный ток основного тиристора начинает уменьшаться от максимального зна-

На 37.45 и 37.46 показаны схемы импульсных преобразователей постоянного напряжения с мгновенной коммутацией основного тиристора КГ, поскольку в контуре КГ —КГК —Ск отсутствует реактор. Рассмотрим кратко процессы в схеме 37.45. При отпирании тиристора VT коммутирующий конденсатор Ск, заряженный на предыдущем цикле до напряжения Е с полярностью, показанной на 37.45 знаками в скобках, перезаряжается по цепи КГ—.?3—VD3, поэтому через КГ кроме тока нагрузки iH, протекает полусинусоидальный импульс зарядного тока ia ( 37.47, а). Напряжение на Ск изменяет знак (знаки без скобе* на 37.45) и становится равным Uc <• Е ( 37.47, б, в). Через время А?и, равное длительности основного импульса напряжения на нагрузке, отпирается коммутирующий тиристор КГК (момент t\) и напряжение Иц скачком возрастает на 1/с

Стояночное уплотнение предназначено для герметизации полости остановленного насоса при устранении неисправностей или замене основного уплотнения, а также верхнего радиально-осе-вого подшипника.

уплотнения ГЦН реактора РБМК (см. 7.36), в котором концевое торцевое уплотнение использовано для создания подпора на сливе из основного уплотнения с плавающими кольцами. Все эти конструкции, естественно, сочетают в себе достоинства и недостатки входящих в них типов уплотнений, и выбор определенной комбинации в каждом случае обусловлен конкретной задачей.

Гидростатическое уплотнение использовано, например, в качестве основного уплотнения в ГЦН фирмы Alstrem для АЭС Loviisa '( 3.33). Уплотнение выполнено двухступенчатым, что достигается распределением (поровну) перепада давления на каждую ступень. Для этого предусмотрена специальная система с внешним байпасным потоком воды высокого давления (см. гл. 4). Неподвижное 10 и подвижное 11 уплотняющие кольца каждой ступени выполнены из нержавеющего материала с напылением на трущиеся поверхности карбида вольфрама. Кольцо 10 имеет с тыльной стороны буртик шириной 2,5 мм, которым оно опирается на корпусную деталь, что позволяет кольцу 10 свободно самоустанавливаться относительно кольца 11. В подвижном кольце И имеются радиальные и осевые каналы 2, по которым запирающая вода после сетчатого фильтра и дросселей попадает в четыре камеры 3 шириной 5 мм, равномерно расположенные в кольце 11. При правильном выборе диаметра отверстия в дросселе, ширины и диаметра расположения камер давление воды 2—2,5 МПа создает осевую силу, способную преодолеть усилие пружин 12 и трение уплотняющего резинового кольца 4. При этом образуется гарантированный зазор 5—6 мкм между уплотняющими кольцами. На каждой ступени уплотнения срабатывается 6—7 МПа давления запирающей воды при протечке примерно

1 — подача запирающей воды; 2 — контуры охлаждения; 3 — подача охлаждающей воды;. 4 — организованная утечка; 5 — концевая ступень; 5 — делительное устройство; 7 — вторая гидростатическая ступень основного уплотнения; S—первая гидростатическая ступень-основного уплотнения; 9 — контурная ступень

Комбинированным можно считать и первоначальный вариант уплотнения ГЦН реактора РБМК !(см. 3.31), в котором концевое торцовое уплотнение 5 использовано для создания подпора на сливе из основного уплотнения с плавающими кольцами. Все эти конструкции, естественно, сочетают в себе достоинства и недостатки входящих в них типов уплотнений, и выбор определенной комбинации в каждом случае обусловлен конкретной задачей, которая ставилась перед проектантами.

Стояночное уплотнение предназначено для герметизации рабочей полости остановленного насоса при устранении неисправностей или замене основного уплотнения, а также верхнего ради-ально-осевого подшипника. Стояночные уплотнения являются обязательными для жидкометаллических насосов и очень редко встречаются в конструкциях ГЦН для воды. С помощью стояночного уплотнения отключается верхняя часть, например, натриевого насоса при вакуумировании контура, предохраняя тем самым последний от попадания масла. На 3.25 показано уплотнение насоса реактора PFR, состоящее из козырька 13, закрепленного*

Известны [48] так называемые надувные манжетные стояноч-ьочные уплотнения вала для ГЦН, перекачивающих воду. На 3.45 изображено такое уплотнение, располагаемое вышеосновного уплотнения вала. Предназначено оно для предотвращения выхода теплоносителя наружу в случае отказа основного уплотнения и невозможности по какой-либо причине отключить ГЦН от контура. Уплотнение содержит П-образный в поперечном сечении кольцевой эластичный элемент '(манжету) 2, установленный между фланцами 1 и 3. В камеры 5 подается рабочая среда (вода) под давлением, превышающим давление запираемой среды: или равным ему. При этом манжета плотно охватывает вал, обеспечивая герметичность ГЦН. Утонения на цилиндрических участках манжеты в области камер 5 позволяют осуществить более податливую связь цилиндрической части поверхности А с горизонтальными участками, обладающими значительной радиальной жесткостью, что в конечном счете обеспечивает более надежный контакт поверхности А с валом. При сбросе давления рабочей среды по каналам 4 манжета возвращается в исходное положение. Внутренняя поверхность А манжеты выполнена рифленой,, чтобы уменьшить эффект «прилипания» к валу.

На 4.8 показана система запирающей воды гидростатического торцового уплотнения вала ГЦН финской фирмы Alst-rem [2]. Запирающая вода от станционной системы проходит nose следовательно холодильник 5, буферную емкость 7, холодильник • автономного контура 9 и поступает в распределительную камеру Ц- 15 уплотнения вала. Протечки через две ступени 14 основного уплотнения организованно отводятся в деаэратор станционной системы. На линии 17 контролируемых протечек имеются регули-

14 — ступень основного уплотнения; 15 — распределительная камера; 16 — импеллер; 17 — слнв контролируемых протечек; 18 — слив протечек через концевое уплотнение

4.12. Схема циркуляции запирающей воды в ГЦН на АЭС Obrigheim: / — лабиринт; 2 — термобарьер; 3, //, 12 — холодильники контура технической воды; 4 — радиальный подшипник; 5 — контурное уплотнение; 6 — вал; 7 — ступени основного уплотнения; 8— концевое уплотнение; 9 — организованная протечка; 10 — дроссели; 13 — автономный холодильник