Balakovskaya - Основное оборудование РО

Опорно-упорный подшипник

1-корпус подшипника

2-упорная колодка

3-упорный гребень

4-верхнее упорное кольцо

5-радиальный подшипник

6-корпус электромагнитного устройства

7-нижнее упорное кольцо

8-разгрузочный диск

9-втулка

10-кольцо

11-муфта

12-прокладка

13-цапфы (упоры)

14-храповое колесо

151

152

Принцип работы подшипника с рычажной уравнительной системой “Кингсбери”

1-верхний уравновешивающий рычаг

2-колодка

3-äèñê ïÿòû

4-центр упора колодок

5-геометрическая ось симметрии колодки

6-нижний уравновешивающий рычаг

7-обойма опорная

При работе ГЦН-195М на номинальных оборотах в ГУП выделяется 140-150 КВТ энергии. Это требует подачи больших объемов масла н е столько для смазки, сколько для охлаждения подшипника (ср авните: подача масла на ГУП 22м3/час, а на двигатель 5-6м3/÷àñ).

Смазка и охлаждение опорно-упорного подшипника производ ится маслом Т-22С (Тп-22), подаваемым под давлением маслосистемой ГЦН.

Нормальное давление масла в полости ГУП составляет 0,6 - 1,25 кг с/ см2, при отклонении от него ГЦН аварийно отключается действи ем защиты.

Масло, проходя через зазор опорных подшипников, стекает в сливной поддон, а с упорного подшипника - в сливной бачок, откуда че рез дроссельное отверстие по переливной трубе dy80 поступает в с ливной трубопровод dy150. При этом давление масла дросселируется до атмосферного.

При обесточивании маслонасосов во время выбега остановл енного ГЦН (до 5 минут) масло из сливного бачка обратным ходом поступает на смазку опорно-упорного подшипника и зазоры опорного подшипника - в сливной поддон.

В режиме прекращения подачи питания МНС ГЦН через 8 секунд после отключения маслонасоса давление в ГУП при номиналь ных зазорах в подшипниках должно оставлять не менее 0,6 кгс/см2.

С поддона масло сливается в бак аварийного слива (в этот ба к сливается масло с двух ГЦН) и далее в маслосистемы ГЦН УД 50, 60.

Нижний подшипник скольжения

Является опорой вала и предназначен для восприятия радиа льных нагрузок.

Подшипник изготовлен из стали 12Х18Н10Т с вкладышами из графитофторопластовой прессмассы 7В-2А (предназначены дл я предохранения рабочей поверхности подшипника от оплавл ения и схватывания при пусках и непредвиденном прекращении пит ания), по которым работают посаженные на вал втулки, изготовленн ые из стали 25Х17Н2Б-III с поверхностной термообработкой ТВЧ.

Как правило, фторопласт не выдерживает температур выше 200 0С, при этом начинает происходить его формоизменение и распухан ие. Поэтому инструкция по эксплуатации ГЦН ограничивает пре дельную температуру автономного контура на уровне 150 0Ñ.

Подшипник смазывается и охлаждается водой, циркулирующе й в системе автономного контура.

При работающем ГЦН циркуляция воды в системе автономного контура обеспечивается вспомогательным рабочим колесом (импеллером).

Вспомогательное колесо (импеллер) - центробежного типа, с закрытыми цилиндрическими лопатками.

Оно установлено за рабочим колесом по посадке движения пр и помощи гайки, застопоренной шайбой на вал основного насос а. На стоящем ГЦН циркуляция воды обеспечивается специальным герметичным насосом ВЦЭН-315, установленным в обвязке ГЦН.

Нижний гидростатический подшипник ГЦН-195М

âàë

153

подвод воды автономного контура

отвод воды автономного контура

вкладыш из графитофторопласта

штифт

втулка

экран

импеллер

Вода автономного контура охлаждается до приемлемой вели чины (40-60 î С) в выносном теплообменнике - холодильнике автономного контура. Согласно алгоритмам ТЗиБ при температуре автоно много контура более 110 0 С на ГЦН налагается автоматический запрет включения, при температуре более 150 0 С он отключается действием защиты.

Тепловой барьер

Тепловой барьер (пакет пластин) выемной части служит для экранирования теплового потока со стороны горячей среды 1 контура от охлажденной зоны автономного контура за колесом насос а. Тепловой барьер испытывает значительные нагрузки из-за н аличия большого температурного перепада (+288 0С в проточной части ГЦН и +40-60 0С в автономном контуре). На случай усталостного и температурного разрушения шпилек крепления теплового б арьера к корпусу выемной части ниже его расположения во время реконструкции ГЦН были приварены три страховочных упора . Они

не позволят тепловому барьеру при разрушении крепления у пасть на рабочее колесо (что имело место на Запорожской АЭС).

Тепловой экран

Защищает вкладыш нижнего подшипника скольжения от прямо го воздействия горячей воды 1 контура при возможном ее забро се в зону автономного контура в период полного обесточивания блока.

Антиреверсное устройство

Служит для предотвращения проворачивания ротора остано вленного ГЦН обратным ходом теплоносителя (при других работающих ГЦН).

Устройство состоит из неподвижного храпового колеса, свя занного с корпусом опорно-упорного подшипника, двух кронштейнов,

Торсион, антиреверсное и разгрузочное устройство

154

установленных на вращающемся разгрузочном диске и упоро в, насаженных на пальцы кронштейнов.

После пуска насосов упоры под действием центробежной сил ы, переворачиваясь на пальцах, выходят из зацепления вала на соса. При остановке насоса центробежная сила перестает действова ть на упоры и они входят в зацепление с зубцами храпового колеса, наде жно предохраняя насос от проворачивания вала.

Электромагнитное разгрузочное устройство

Предназначено для частичной компенсации осевого усилия , действующего на упорный подшипник. Оно состоит из разгруз очного диска и корпуса с катушкой. Корпус электромагнита - цельнокованый, изготовлен из магнитной углеродистой ста ли, установлен на корпус опорно-упорного подшипника и одновр еменно служит для него крышкой. Имеется подвод и отвод охлаждающ ей техводы к холодильнику, установленному в корпусе электро магнита. В корпус холодильника укладываются две электрокатушки, последовательно соединенные между собой. Катушки изолир ованы от корпуса кремнийорганической изоляцией, класс изоляции - Н . Электромагнит питается постоянным током, питание подвод ится к клеммнику, установленному на корпусе электромагнита.

Разгрузочный диск закреплен на обойме, связанной с гребнем опорно-упорного

è

äî

.

155

Рабочее колесо

Предназначено для перекачивания теплоносителя 1 контура от всасывающего патрубка насоса к напорному. Рабочее колесо - трехлопастное, центробежное, закрытого типа, с лопатками двойной кривизны, выполнено из стали 10Х18Н9ТЛ. В ступицу рабочего кол еса запрессована втулка, которая имеет центрирующие конуса, что обеспечивает беззазорную посадку рабочего колеса на вал у 2 независисмо от температуры рабочей среды. Рабочее колесо устанавливается на валу при помощи эвольвентных шлицов, выполненных во втулке 23 и в осевом направлении крепится га йкой с левой резьбой. На нижнем конце вала вплотную к рабочему к олесу установлен обтекатель, поджимаемый к рабочему колесу бол том.

Устройство составных частей ВЦЭН-315

Гидравлическая часть насоса ВЦЭН-315

Состоит из рабочего колеса, вращающегося в полости, образ ованной корпусом статора и крышкой нижней. Рабочее колесо посажен о консольно на нижний конец вала ротора электронасоса и закреплено гайкой.

Уплотнительное кольцо

Ограничивает перетечки между нагнетанием и всасыванием и крепится к крышке нижней винтами. Центральное отверстие в крышке нижней служит для присоединения всасывающего трубопров ода с помощью шпилек и гаек.

Полость нагнетания выполнена в виде спирального отвода, к выходу которого из корпуса статора подсоединяется нагнетатель ный трубопровод.

Электродвигатель насоса ВЦЭН-315

Электродвигатель насоса ВЦЭН-315 состоит из: статора; ротора;

клеммной системы.

Корпус статора

Корпус статора сварной. Сверху и снизу корпус закрыт крыш ками, крепящимися с помощью шпилек и гаек. Крышки уплотняются ч ерез металлическую прокладку. Отверстие, находящееся в корпус е статора и закрытое пробкой, служит для слива жидкости в случае повреждения рубашки.

Обратный клапан

Обратный клапан установлен на верхней крышке и предусмот рен для предотвращения попадания горячей воды из автономног о контура ГЦН в электронасос ВЦЭН-315 в случае его работы в кач естве вспомогательного насоса при параллельном соединении трубопроводов выпуска воздуха обоих насосов (на БалАЭС предусмотрена раздельная схема), а так же для взятия проб перекачиваемой жидкости из ВЦЭН-315.

156

Рубашка

Рубашка, изготовленная из нихрома толщиной 0,4 мм, герметичн о разделяет статорную и роторную полости. По концам рубашка приварена роликовой сваркой. Электроизоляция рубашки от стали статора выполнена тканью из стеклянного волокна, наклеен ной на расточку статора бакелитовым лаком.

Пакет стали ротора

Пакет стали ротора набран из листов электротехнической с тали толщиной 0,5 мм. Поверхности листов покрыты электроизолирующей фосфатной пленкой. Пакет стали стато ра

спрессован и удерживается в спрессованном состоянии при помощи нажимных плит.

Обмотка статора

Обмотка статора выполнена в виде катушек по четыре катушк и на каждую фазу. Соединение катушек в фазе - последовательное . Концы фаз обмотки соединены в звезду. Начала фаз обмотки соедин ены с фазными выводами, находящимися в клеммной коробке.

Бочка ротора и вал

Бочка ротора и вал выполнены цельноковаными из нержавеющ ей магнитной стали. Медные стержни, заложенные в пазы бочки р отора и спаянные с короткозамыкающими кольцами, образуют “бели чью клетку”. Беличья клетка закрыта тонкостенной рубашкой, приваренной роликовой сваркой по концам к стальным кольц ам.

Ротор электронасоса ВЦЭН-315 вращается в подшипниках скольжения. Радиальные усилия воспринимаются верхним и н ижним радиальными подшипниками, осевые усилия воспринимаются колодками двухстороннего упорного подшипника.

Нижний радиальный подшипник

Нижний радиальный подшипник размещен в корпусе статора и закреплен двумя гайками. Верхний радиальный подшипник размещен в корпусе статора и закреплен через промежуточн ую втулку гайкой. Вкладыши подшипников изготовлены из графитофторопласта и работают в паре с втулками, посаженн ыми на вал ротора, изготовленными из нержавеющей стали повышенн ой твердости.

Упорный подшипник

Упорный подшипник состоит из двух одинаковых упорных кол одок. Верхняя упорная колодка лежит на втулке и поджимается гай кой. Нижняя колодка размещена в корпусе верхнего подшипника.

Конструкция электродвигателя ГЦН

В качестве привода ГЦН использован вертикальный, асинхро нный электродвигатель ВАЗ 215/109-6АМО5 закрытого типа с самовентилирующим действием ротора. Соединение валов дв игателя и насоса осуществляется с помощью торсионной муфты, не передающей осевые усилия от насоса.

157

Упрощенное устройство и схема вентиляции двигателя ВАЗ 215/1096АМО5

Двигатель выполнен с вертикальным валом, с двумя направля ющими подшипниками и подпятником, рассчитанным на восприятие о севой нагрузки только от веса ротора и маховика. Смазка подшипников и подпятника циркуляционная, от маслосистемы насоса.

Охлаждение обмоток двигателя осуществляется четырьмя встроенными воздухоохладителями, в которые подается тех ническая вода группы “В” с расходом не менее 70 м3/час. Воздухоохладит ели размещены в корпусе статора между сердечником и наружной обшивкой. Нагретый воздух, прошедший через сердечник и об мотку статора, поступает в средние зоны воздухоохладителей, распределяется на две струи и через верхнюю и нижнюю зоны охладителей, пройдя через лобовые обмотки статора, возвра щается к ротору. Циркуляция воздуха осуществляется за счет напора , развиваемого ротором.

158

Статор двигателя

Статор двигателя - цилиндрической формы, неразъемный. Сердечник набран из штампованных изолированных лаком сегментов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. По высоте сердечн ик разделен на пакеты радиальными вентиляционными каналам и и опрессован стяжными шпильками. В пазы сердечника уложена обмотка. Корпус статора сварной из листовой стали. В корпу се установлены кольцевые рамы, связанные между собой ребрам и и брусьями с “ласточкиными хвостами” для крепления сердеч ника статора.

Продольными ребрами корпус статора разделен на 4 сектора, образующие зоны горячего воздуха, по которым нагретый воздух из сердечника статора поступает в воздухоохладители. Во фла нцах корпуса в каждом секторе выполнены соосные отверстия, образующие вертикальные шахты для установки воздухоохл адителей.

Обмотка статора

Обмотка статора стержневая петлевая с непрерывной термореактивной изоляцией класса В. Начала фаз выведены посредством изолированных шин в коробку выводов, располо женную в верхней части корпуса статора. Концы фаз выведены через три трансформатора тока с литой изоляцией, установленные вну три корпуса статора, и соединены в нуль. Доступ к трансформато рам тока обеспечен через окно в цилиндрической части корпуса стат ора, закрытое съемной заглушкой. По два конца от вторичных обмоток каждого трансформатора выведены на штепсельный разъем, установленный на корпусе статора.

Сердечник ротора

Набран из штампованных изолированных лаком сегментов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. По высоте сердечн ик разделен на пакеты радиальными вентиляционными каналам и и насажен на ребристый вал.

Обмотка ротора

Выполнена из бронзовых стержней трапецеидальной формы, замкнутых по торцам медными кольцами, на которое насажены бандажные кольца из немагнитной стали. Стержни расклинен ы в пазу специальными клиньями. На нижнем кольце вала ротора в центральное отверстие установлена втулка торсиона и пре дусмотрено посадочное место для маховика.

Воздухоохладители

Воздухоохладители соединены по воде в две параллельные в етви по два охладителя. Воздухоохладители четырехрядные или тре хрядные, с шахматным расположение трубок. Трубки биметаллические , с алюминиевым оребрением, развальцованы своими концами в трубных плитах. К трубным плитам присоединяются крышки. В нижней крышке имеются съемные фланцы для присоединения патрубков водопровода.

Воздухоохладители опускаются в статор сверху и крепятся к верхней раме корпуса статора. Патрубки подачи воды воздухоохлади теля уплотнены относительно нижнего фланца статора. Перегоро дки, разделяющие охладитель по высоте на три зоны, со стороны, обращенной к сердечнику статора, имеют резиновые прокладки для предотвращения паразитных перетечек воздуха между зона ми охладителя. В каждом охладителе на нижней крышке имеется штуцер для удаления воздуха из верхней крышки при заполнении охладителя водой.

159

Верхняя крестовина

Верхняя крестовина грузонесущая, сварной конструкции, с ч етырьмя лапами. Корпус крестовины имеет цилиндрическую форму. Центральная часть крестовины образует масляную ванну, в к оторой расположены подпятник и направляющий подшипник. Гнездо направляющего подшипника, установленное внутри масляно й ванны, делит ее объем на камеру смазки и камеру слива. Для организ ации циркуляции масла в камере смазки внутри гнезда направляю щего подшипника установлено торцевое уплотнение, по поверхно сти трения которого скользит диск втулки подпятника.

Торцевое уплотнение отделяет зону подпятника от зоны

направляющего подшипника. Из днища камеры слива выведена сливная труба, соединенная с коллектором слива масла.

В днище масляной ванны установлено радиальное уплотнение вала, ограничивающее утечку масла из камеры смазки.

Крышка, установленная под днищем, образует камеру дренажа . В стенку камеры дренажа вварена труба подачи масла, входяща я в кольцевую маслораспределительную канавку, и труба, соеди ненная с коллектором слива масла. На боковой поверхности камеры дренажа имеются три отверстия, закрытые с съемными заглушками, предназначенные для очистки маслораспределительной кан авки.

Скопления масла в камерах слива и дренажа при нормальных режимах работы не происходит благодаря большому сечению отводящих труб. Для сигнализации аварийного скопления масла в камере дренажа установлен индивидуальный указатель уро вня жидкости УЖИ.

На цилиндрической поверхности корпуса крестовины имеет ся люк, закрытый съемной заглушкой, через который обеспечивается визуальный контроль уровня по датчику УЖИ. На верхнем фла нце крестовины имеются четыре люка, которые закрываются съем ными заглушками. При снятии заглушек обеспечивается допуск к ч етырем отверстиям в ребрах крестовины для крепления траверсы пр и подъеме двигателя и к указателю уровня жидкости УЖИ. Люки предназначены также для замера воздушного зазора и осмот ра лобовых частей обмоток статора и ротора.

Нижняя крестовина

Нижняя крестовина сварной конструкции. Корпус крестовин ы состоит из двух цилиндров, связанных системой ребер с верхним и ни жним фланцем крестовины. Верхняя часть внутреннего цилиндра о бразует масляную ванну, в которой расположен нижний направляющий подшипник.

Гнездо направляющего подшипника приварено к ребрам, установленным внутри масляной ванны. Гнездо разделяет ма сляную ванну на камеру, заполняемую маслом, где расположены сегм енты направляющего подшипника, и камеру слива. Снизу камера подшипника ограничивается крышкой, в которой устанавлив ается плавающее радиальное уплотнение. Крышка служит одноврем енно опорой для сегментов направляющего подшипника.

В днище камеры слива масла вварена труба, соединенная с коллектором. Нижняя часть внутреннего цилиндра и крышка, укрепленная в нижнем фланце крестовины, образует камеру д ренажа. В боковую стенку в нижней камеры дренажа вварена труба дл я сброса масла, соединенная со сливным коллектором. Для сигнализации аварийного скопления масла в камере дренаж а в корпусе крестовины установлен указатель уровня УЖИ.

На верхнем фланце крестовины предусмотрены площадки для установки винтовых домкратов, используемых во время монт ажа двигателя. В днище крестовины, между наружным и внутренни м цилиндрами, выполнены четыре люка, закрытые устанавливающимися изнутри крестовины съемными заглушками. Люки предназнач ены для облегчения работ по монтажу подшипника.

В этой же зоне, в углубленном ниже уровня днища крестовино й стакане, расположен указатель уровня УЖИ для сигнализаци и

160

аварийного скопления жидкости в случае образования течи в воздухоохладителях. В нижней части крестовины вварен пат рубок для отвода конденсата и аварийного слива жидкости, соедин енной трубкой с углублением, где установлен указатель УЖИ.

На боковой поверхности наружного цилиндра имеется четыр е прямоугольных люка, закрытые съемными заглушками. Люки обеспечивают возможность доступа к указателя уровня жид кости, к подшипнику, возможность замера воздушного зазора и осмотр лобовых частей обмоток.

На ребрах крестовины между наружным и внутренним цилиндр ами, установлены электронагреватели.

Направляющие подшипники

Направляющие подшипники - сегментные, самоустанавливающ иеся, на сферической радиальной опоре. Поверхность трения сегм ентов облицована баббитом. Сегменты имеют изоляцию для защиты и х от подшипниковых токов.

Подпятник

Состоит из восьми самоустанавливающихся сегментов, пове рхность трения которых облицовано баббитом. Каждый сегмент устан овлен на сферической головке опорного винта. Регулировка полож ения каждого сегмента по высоте производится поворотом опорн ого винта. Между сегментами и сферической головкой опорного винта установлена прокладка из меди, способствующая выравнива нию нагрузки между сегментами.

По баббитовой поверхности трения сегментов вращается шлифованный стальной диск, укрепленный болтами на втулке подпятника и зафиксированный штифтами. Вращающийся диск изолирован от втулке подпятника.

На верхнем фланце маслобака имеются два люка закрытые съемными заглушками. Люки предназначены для очистки внутренней полости маслобака. В центре верхней крышки име ется съемная заглушка, обеспечивающая доступ к тахометру. На цилиндрической поверхности крышки имеется люк, закрытый съемной заглушкой, предназначенный для замены дроссельн ых шайб при регулировке расхода масла.

Дроссельные шайбы установлены в разъемах фланцев патруб ков. В верхнюю крестовину масло подается из масляного бака по тр убе, вваренной в боковую поверхность цилиндра под днищем масл яной ванны. Масло растекается по кольцевой канавке и через отв ерстия, равномерно расположенные в днище масляной ванны, поступа ет в камеру смазки и подается к подшипникам.

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

В нижнюю крестовину масло поступает по трубе, вваренной в стенку гнезда подшипника, растекается по кольцевой канавке и чер ез радиальное отверстия поступает в камеру подшипника. Зате м, переливаясь через край гнезда, масло попадает в камеру сл ива и по сливной трубе в коллектор слива. Масло, перетекающее чере з радиальное уплотнение вала, попадает в камеру дренажа и з атем также в сливной коллектор.

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

Для облегчения подбора дроссельной шайбы в напорной ветв и на трубопроводе до шайбы и в маслобаке имеются штуцера для присоединения манометров.