сетевые иасош работают в широком диапазоне изменення подач и температур подаваемой воды.

Обозначение сетевых иасосов: СЭ-Q-H, где С - сетевой; Э - электронасос; Q - подача, м/ч; Н - напор, м.

Рабочие параметры сетевых насосов, выпускаемых заводами СССР: 0=160-4-5000 м/ч; =50180 м; Af=30-b2370 кВт; =1500 и 3000 об/мин; ] = 87 %, температура подаваемой воды не выше 453 К.

Продольный разрез одноступенчатого насоса типа СЭ дан иа рис. 4.51. Литой чугунный корпус с горизонтальным разъемом в осевой плоскости устанавливается на сварной корытообразной станине. Прива-лочиые плоскости опорных лап располагаются близ осевой плоскости разъема корпуса для компенсации тепловых деформаций. Корпуса подшипников крепятся шпильками к нижней половине корпуса, несущей всасывающий и напорный патрубки. Ротор насоса состоит нз скомбинированного нз двух половин колеса двустороннего входа и комплекта дистанционных и предохранительных втулок. Подшипники, шариковые илн роликовые, смазываются жидким маслом; корпуса подшипников имеют полости водяного охлаждения. Концевые уплотнения вала-сальники с мягкой набивкой; внешняя втулка уплотнений выполнена ребристой для более эффективного охлаждения родой, подводимой в камеру уплотнения. В последнее время в сетевых насосах находят применение торцовые охлаждаемые уплотнения как более надежные и дающие экономию приводной энергии.

Конструкция двухступенчатого сетевого насоса СЭ-1250-140 представлена иа рис. 4.52. Особенность конструкции заключается в примене. НИИ в каждой ступени колес типа Д и переброске потока нз первой ступени во вторую специальной внешней переводной трубой.

Подробное описание конструкций, параметры и характеристики энергетических насосов, применяемых иа ТЭС, см. в [10].

4.11. Насосное оборудование атомных электрических станций

В технологических системах атомных электрических станций (АЭС) в зависимости от требующихся рабочих параметров, рода подаваемой жидкости и специальных условий (надежности и безопасности эксплуатации и ремонтов) применяются насосы различных конструктивных типов и размеров.

Насыщенность энергетических блоков АЭС насосным оборудованием очень велика. Так, блок с реактором ВВЭР-440 имеет 210, а блок с реактором PBMK-IQOO -481 единицу насосного оборудования. Мощность привода насосного оборудования энергоблоков АЭС составляет до 90 % мощности собственных нужд. Устаиовлениая мощность приводных двигателей насосов АЭС равна примерно 10 % номинальной мощности блока, а расход электроэнергии на привод основного насосного оборудова-

ния составляет около 7 % выработки электроэнергии блока. Тако большое количество насосов в энергоблоках АЭС обусловлено, во-пер. вых, большими расходами перекачиваемых жидких сред и, во-вторых, условиями безопасности, требующими значительного резерва в основном насосном оборудовании.

Изложенное указывает на необходимость особо внимательного отношения к вопросам выбора, эксплуатации и ремонта насосного обОру. дования АЭС.

Место насосов в технологических схемах АЭС. Рассмотрим техно-

логические схемы с жидким теплоносителем и установим место и ориентировочные значения рабочих параметров применяемых насосов.

Рис. 4.53. Схема одноконтурной АЭС

Рис. 4.54. Схема двухкоитуриЫ! АЭС

На рис. 4.53 дана принципиальная схема одноконтурной АЭС. Среда, вносящая теплоту, образующуюся в реакторе / в результате термоядерного процесса, называется теплоносителем. В одноконтурных АЭС теплоноситель - пар является и рабочей средой турбины 3, вращающей вал генератора электроэнергии 4. Отработавший в турбине пар конденсируется в конденсаторе 5, получающем охлаждающую воду от циркуляционного насоса 6. Эжектор 8, служащий для отсоса воздуха из конденсатора, снабжен теплообменником 9, улучшающим работу эжектора и подогревающим конденсат, подаваемый насосом 7. Этот насос является конденсационным (дренажным) насосом турбины и вместе с тем питательным насосом реактора. Насос 2 называется главным циркуляционным насосом (ГЦН); он усиливает циркуляцию в контуре реактора и интенсифицирует его работу.

Таким образом, в схеме одноконтурной АЭС применяются иасосы трех основных назначений: ГЦН, питательные насосы реактора (ПН) Я циркуляционные насосы конденсатора (ЦНК).

Рабочая среда (пар) получается непосредственно в реакторе. Поэтому пар и получаемый из него конденсат существенно радиоактивны. Следовательно, ГЦН 2, конденсатио-пнтательные насосы 7 и вся сопряженная с ними трубопроводная основная система работают иа радиоактивной жидкости. Это обстоятельство существенно усложняет эксплуатацию

одноконтурных АЭС. Циркуляционные насосы 6 конденсаторов подают неактивированную воду.

На рнс. 4.54 показана принципиальная схема двухкоитурной АЭС, g которой аппаратура и трубопроводные системы теплоносителя (активированной среды) и рабочей среды турбины разделены. В циркуляционный контур реактора J включен парогенератор (теплообменник /) и в ответвление контура - компенсатор объема 1 . Главный циркуляционный иасос 2, создавая циркуляцию в I контуре, подает теплоноситель через трубную систему парогенератора 1, где теплота передается рабочей среде II контура.

Схема II контура строится по обычному принципу тепловой станции: пар из парогенератора поступает в турбину 3, приводящую генератор 4, н далее в конденсатор 5, в который насосом 6 подается циркуляционная вода. Конденсат отсасывается из конденсатора насосом 7 и подается через подогреватель 9 эжектора 8 в деаэратор 10. Питательный насос подает конденсат в парогенератор.

Экономичность системы АЭС может быть повышена применением во II контуре регенеративного подогрева питательной воды парогенератора.

Возможные в эксплуатационных условиях нарушения плотности соединений трубчатых систем парогенератора и коррозионные разрушения металла могут привести к попаданию радиационно-активной жидкости (или газа при газообразном теплоносителе) во II контур. При этом его эксплуатация становится опасной. Поэтому в особо ответственных с.тучаях, например в атомных отопительных котельных, систему выполняют трехконтуриой.

В некоторых случаях на АЭС применяют жидкометаллический теплоноситель, что существенно отражается иа материалах и конструкции насосов.

В системах АЭС с газовым теплоносителем ГЦН заменяется специальной газодувкой с небольшой степенью повышения давления.

Представление о назначении основного насосного оборудования АЭС, его рабочих параметрах и конструктивных типах дает табл. 4.1 110].

Кроме основных групп насосов, указанных в табл. 4.1, в системах АЭС работают насосы, выполняющие вспомогательные функции: насосы, подающие масло в системах смазки и регулирования турбин и генераторов, дренажные насосы подогревателей, иасосы тепловой сети и системы технического водоснабжения и др. Конструкции этих насосов и условия их эксплуатации такие же, как и иа тепловых станциях.

Рабочие параметры, конструкции и условия эксплуатации ГЦН. Главные циркуляционные насосы реактора в схемах АЭС с любым количеством контуров подают радиоактивную жидкость - воду, жидкий металл. Это обстоятельство предъявляет жесткие требования к конструкции и материалам насоса, условиям его эксплуатации и ремонта.

в состав главного циркуляционного контура двухконтуриых АЭС входят реактор, основные циркуляционные трубопроводы, ГЦН и паро, генератор. Все конструктивные части контура находятся под высоким внутренним давлением (около 20 МПа) при температуре подаваемой среды до 573 К. Поэтому корпусные конструкции ГЦН должны обладатлй! большой прочностью н надежностью в эксплуатации. Эти требованняТ удовлетворяются применением толстостенных корпусов из специаяьвых легированных сталей.

Представление о рабочих параметрах ГЦН для водо-водяных гетнческнх реакторов различной мощности дает табл. 4.2.

Таблица 4.2. Рабочие параметры ГЦН для блоков ВВЭР различной мощности

Параметры реактора, ГЦН

Давление в корпусе реактора, МПа

Температура воды иа входе в реактор, К

Температура воды на выходе из реактора. К

Расход воды через

реактор, м/ч Количество петель главного реакторного контура Подача ГЦН, м /ч Напор ГЦН, м Мощность ГЦН, кВт Средняя скорость воды, м/с: в главных трубопроводах во входных патрубках

в активной зоне Средняя длнтель-иость межремонтного периода, ч

Блоки с реакторами ВВЭР, МВт

525 546

36500 6

6,M0s 40 1650

2.8 5000

10,5

525 553

49500 8

6,2.10? 50 1930

10.0

10,0

4,0 20000

1000

12,5

39000 6

6,5.10*

50 2260

3,5 15 000

16,5 562

38000 2

19-10

9.8 9,8 3.1

16 562

595

76000

ГЦН включаются в главный циркуляционный контур и предназна иы для преодоления его гидравлического (илн газового при газообразном теплоносителе) сопротивления. Гидравлическое сопротивление системы, проводящей жидкость или газ. пропорционально квадрату средней скорости потока. Средняя скорость воды в главных трубопроводах контура составляет до 10, а в активной зоне до 5 м/с. Прн таких скоро-

стях напор, развиваемый ГЦН, для различных типов АЭС лежпт в пределах 50-150 м. Очевидно, что такой напор может быть развит центробежным насосом с одним рабочим колесом. В зависимости от подачи рабочее колесо ГЦП может быть одно- илн двухпоточным.

Важнейшее требование к ГЦН, диктуемое радиоактивностью подаваемой ими жидкости, - отсутствие протечек в среду, окружающую насос. Этому требованию удовлетворяют ГЦН в бессальниковом герметичном исполиеннн. В таких насосах рабочее колесо, вал и двигатель монтируются в общем корпусе, герметично отделенном от атмосферы. Они выполняются вертикальными, одноступенчатыми, с рабочими колесами одно- или .двустороннего входа.

Применяется несколько способов герметизации ГЦН. В некоторых случаях обмотка статора и ротор защищены от подаваемой жидкости специальными экранирующими рубашками - гильзами. Это насосы с сухим электродвигателем. В других случаях вся внутренняя полость электродвигателя заполнена подаваемой жидкостью; здесь требуется применение особо стойкой изоляции, надежно защищающей поверхности электродвигателя от контакта с жидкостью.

Известны такие конструкции ГЦН с газонаполненными электродвигателями, в которых внутренняя полость электродвигателя содержит воздух или технический газ, давление которых соответствует давлению подаваемой жидкости.

Герметичным насосам свойственны серьезные недостатки: пониженный по сравнению с насосами обычных конструкций КПД (не выше 60 7о), высокая стоимость, сложность ремонтно-монтажных работ.

Герметичные насосы надежны в эксплуатации и применены прн относительно малых подачах на АЭС с реакторами ВВЭР мощностью 210, 365 и 440 МВт (Ново-Воронежская, Белоярская, Кольская и другие станции СССР и зарубежные).

Типичным образцом водяного ГЦН является насос марки ЦЭН-310 для реакторов ВВЭР-440 (рнс. 4.55).

Основная деталь насоса - спиральный корпус /, изготовленный штампованием и сваркой. Подвод к корпусу для удобства компоновки с циркуляционными трубопроводами выполнен прямоугольным коленом. Крепление разъемов корпуса агрегата выполняется шпильками с набором жестких.тарельчатых пружин, воспринимающих тепловые деформации прн разогреве конструкции. Электродвигатель 2 с сухим статором крепится непосредственно на крышке насоса.

Рабочее колесо 3 насоса имеет специально увеличенную площадь продольного сечения с целью увеличения массы колеса и соответственно выбега ротора насоса на случай обесточиваиня электродвигателя (при Достаточном выбеге ротора ГЦН предотвращается недопустимое по соображениям безопасности повышение температуры и давления в актнв- он зоне реактора).