Шляхи удосконалення ущільнень для підвищення експлуатаційної безпеки насосів АЕС
DOI:
https://doi.org/10.31498/2225-6733.41.2020.226199Ключові слова:
вузол ущільнення, імпульсне ущільнення, модель, екологічна безпекаАнотація
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. Наведені 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
Посилання
Перелік використаних джерел (ДСТУ):
Марцинковский В.А. Насосы атомных электростанций: расчет, конструирование, эксплуатация : монография / В.А. Марцинковский, С.С. Шевченко; под общ. ред. С.С. Шевченко. – Сумы : ЧФ «Издательство «Университетская книга», 2018. – 472 с.
Qiu Y. Thermohydrodynamic Analysis of Spiral Groove Mechanical Face Seal for Liquid Applications / Y. Qiu, M.M. Khonsari // Journal of Tribology. – 2012. – Vol. 134, iss. 2. – Pp. 1-11. – Mode of access: https://doi.org/10.1115/1.4006063.
Ma C. Thermo-hydrodynamic characteristics of spiral groove gas face seals operating at low pressure / C. Ma, S. Bai, X. Peng // Tribology International. – 2016. – Vol. 95. – Pp. 44-54. – Mode of access: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2015.11.001.
Design and calculation of mechanical seals with self-adjusting clearance / J. Gaft, V. Mart-sinkovsky, A. Zagorulko, V. Gromyko // Proceedings of XVII International Conference on Fluid Sealing. – 2003. – Pp. 505-520.
Theoretical Analyses and Field Applications of Gas-Film Lubricated Mechanical Face Seals with Herringbone Spiral Grooves / Y. Wang, H. Yang, J. Wang, Ya. Liu, H. Wang, X. Feng // Tribology Transactions. – 2009. – Vol. 52, iss. 6. – Pp. 800-806. – Mode of access: https://doi.org/10.1080/10402000903115445.
Ding X. Theoretical analysis and experiment on gas film temperature in a spiral groove dry gas seal under high speed and pressure / X. Ding, J. Lu // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2016. – Vol. 96. – Pp. 438-450. – Mode of access: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.01.045.
Błasiak S. A numerical analysis of the grooved surface effects on the thermal behavior of a non-contacting face seal / S. Błasiak, C. Kundera // Procedia Engineering. – Vol. 39. – 2012. – Pp. 315-326. – Mode of access: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.07.037.
Zhu W.B. Research on sealing performance of hydrostatic pressure mechanical seal / W.B. Zhu, H.S. Wang, S.R. Zhou // Journal of Marine Science and Technology. – 2014. – Vol. 22, no. 6. – Pp. 673-679. – Mode of access:
https://doi.org/10.6119/JMST-014-0321-1.
Development and application of double pulse gas-liquid seals / V. Martsynkovskyy [et al.] // Proceedings of 16th International Conference on Fluid Sealing. – 2000. – Pp. 255-269.
Analysis of buffer impulse seal / V. Martsynkovskyy, A. Zahorulko, S. Gudkov, S. Mischenko // Procedia Engineering. – 2012. – Vol. 39. – Pp. 43-50. – Mode of access: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.07.006.
Blasiak S. A parametric and dynamic analysis of non-contacting gas face seals with modified surfaces / S. Blasiak, A.V. Zahorulko // Tribology International. – 2016. – Vol. 94. – Pp. 126-137. – Mode of access: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2015.08.014.
Kundera C. Self-controlled face seal / C. Kundera, W.A. Marcinkowski // Pomiary Automatyka Kontrola. – 2008. – Vol. 54. – Pp. 270-272.
Theoretical and experimental investigations of buffer face impulse seals / J. Gaft, A. Zahorulko, V. Martsynkovskyy, Cz. Kundera // Behaviour of Dynamic Seals in Unexpected Operating Conditions. – 2012. – Pp. 70-80 – Mode of access: https://doi.org/10.13140/RG.2.1.4062.9204.
KSB Mechanical Seals for Reactor Coolant Pumps [Electronic resource]: [Website]. – Elec-tronic data. – Mode of access: www.ksb.com/ksb-us/Products_and_Markets/Energy/Nuclear_Power_Stations/KSB_mechanical_seals/ksb-mechanical-seals/250464/.
Мельник В.А. Торцевые уплотнения валов : справочник / В.А. Мельник. – М. : Машиностроение, 2008. – 320 с.
References:
Martsinkovskiy V.A., Shevchenko S.S. Nasosy atomnykh elektrostantsiy: raschet, konstruirovaniye, ekspluatatsiya [Pumps of nuclear power plants: calculation, design, operation]. Sumy, Universitetskaya kniga Publ., 2018. 472 p. (Rus.)
Qiu Y., Khonsari M.M. Thermohydrodynamic Analysis of Spiral Groove Mechanical Face Seal for Liquid Applications. Journal of Tribology, 2012, vol. 134, iss. 2, pp. 1-11. https://doi.org/10.1115/1.4006063.
Ma C., Bai S., Peng X. Thermo-hydrodynamic characteristics of spiral groove gas face seals operating at low pressure. Tribology International, 2016, vol. 95. pp. 44-54. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2015.11.001.
Gaft J., Martsinkovskyy V., Zagorulko A., Gromyko B. Design and calculation of mechani-cal seals with self-adjusting clearance. Proceedings of XVII International Conference on Fluid Sealing, 2003, pp. 505-520.
Wang, Y., Yang, H., Wang, J., Liu Ya., Wang H., Feng X. Theoretical Analyses and Field Applications of Gas-Film Lubricated Mechanical Face Seals with Herringbone Spiral Grooves. Tribology Transactions, 2009, vol. 52, iss. 6, pp. 800-806. https://doi.org/10.1080/10402000903115445.
Ding X., Lu J. Theoretical analysis and experiment on gas film temperature in a spiral groove dry gas seal under high speed and pressure. International Journal of Heat and Mass Trans-fer, 2016, vol. 96, pp. 438-450. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.01.045.
Błasiak S., Kundera C. A numerical analysis of the grooved surface effects on the thermal behavior of a non-contacting face seal. Procedia Engineering, 2012, vol. 39, pp. 315-326. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.07.037.
Zhu W.B., Wang H.S., Zhou S.R. Research on sealing performance of hydrostatic pressure mechanical seal. Journal of Marine Science and Technology, 2014, vol. 22, no. 6, pp. 673-679. https://doi.org/10.6119/JMST-014-0321-1.
Martsynkovskyy V., Gaft Y., Gromyko В. Development and application of double pulse gas-liquid seals. Proceedings of 16th International Conference on Fluid Sealing, 2000, pp. 255-269.
Martsynkovskyy V., Zahorulko A., Gudkov S., Mischenko S. Analysis of buffer impulse seal. Procedia Engineering, vol. 39, 2012. pp. 43-50. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.07.006.
Blasiak S., Zahorulko A.V. A parametric and dynamic analysis of non-contacting gas face seals with modified surfaces. Tribology International, 2016, vol. 94, pp. 126-137. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2015.08.014.
Kundera C., Marcinkowski W.A. Self-controlled face seal. Pomiary Automatyka Kontrola, 2008, vol. 54, pp. 270-272. doi: 10.1016/j.triboint.2015.08.014.
Gaft J., Zahorulko A., Martsynkovskyy V., Kundera Cz. Theoretical and experimental inves-tigations of buffer face impulse seals. Behaviour of Dynamic Seals in Unexpected Operating Conditions, 2012, pp. 70-80. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.4062.9204.
KSB Mechanical Seals for Reactor Coolant Pumps Available at: www.ksb.com/ksb-us/Products_and_Markets/Energy/Nuclear_Power_Stations/KSB_mechanical_seals/ksb-mechanical-seals/250464/ (accessed 15 August 2020).
Melnik V.A. Tortsevyye uplotneniya valov: spravochnik [Mechanical shaft seals. Directory. Moscow, Mashinostroyeniye Publ., 2008. 320 p. (Rus.)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Журнал "Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки" видається під ліцензією СС-BY (Ліцензія «Із зазначенням авторства»).
Дана ліцензія дозволяє поширювати, редагувати, поправляти і брати твір за основу для похідних навіть на комерційній основі із зазначенням авторства. Це найзручніша з усіх пропонованих ліцензій. Рекомендується для максимального поширення і використання неліцензійних матеріалів.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди, які стосуються неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
