CN103821758A - 一种具有非能动停车密封装置的核主泵三级机械密封系统 - Google Patents
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Abstract
一种具有非能动停车密封装置的核主泵三级机械密封系统，非能动停车密封位于第一级机械密封下方或第一、二级机械密封之间，或第二、三级密封之间，所述的非能动密封组件包括移动环、固定在移动环上的静密封和固定环，非能动停车密封组件和带有静密封作用面的内腔体相对安装，组成了非能动停车密封系统，其密封功能是通过非能动停车密封组件和内腔体之间的静密封实现，当核电站出现SBO工况导致冷却剂主泵停转，或主泵各级机械密封失效，含有放射性的高温、高压冷却剂沿主泵轴轴向流出时，非能动停车密封通过高温或高压驱动下自动作动，防止反应堆冷却剂泄漏，减小了核泄漏可能造成的环境污染，为处理紧急情况争取了时间。
Description
技术领域
本发明涉及核主泵机械密封系统，特别涉及一种具有非能动停车密封装置的核主泵三级机械密封系统。
背景技术
反应堆冷却剂泵（即核主泵）机械密封装置是反应堆冷却剂泵中的核心组成部分，直接影响核主泵运行的安全性与可靠性。如果密封发生泄漏，不仅带来巨大的经济损失，而且会对环境造成严重辐射污染。目前，核主泵是我国核电站中唯一没有实现国产化设计的设备，其制造市场也长期被欧美日等发达国家垄断。目前被广泛采用的核主泵用机械密封装置一般为三级机械密封，可以分为两大类，一种是流体静压式，其结构为第一级采用流体静压式，第二、三级采用接触式机械密封结构；另一种是流体动压式，其结构为三级均采用相同结构的流体动压式机械密封。以上两种机械密封形式在电力系统失效（SBO）工况下，三级密封均会失效，无法阻止反应堆放射性冷却剂的泄漏。在已公开的技术中提出了利用停车密封来防止核主泵停机或三级机械密封失效时冷却剂泄漏的方案（见中国专利CN103269030A）。但这一技术仍存在不足，不能在SBO工况下提供核主泵的可靠密封。在2011年发生的福岛核电站事故中，发生反应堆停堆的同时由于爆炸导致供电系统失效，出现SBO工况，由电力驱动的辅助安全系统不能及时作用，导致了放射性物质泄漏。可见目前的反应堆冷却剂泵机械密封系统仍存在一定安全隐患，需要设计一种具有非能动停车密封装置的新的核主泵三级机械密封系统，使核主泵能在SBO工况下提供可靠密封，保证带有放射性的冷却剂不外泄。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种具有非能动停车密封装置的核主泵三级机械密封系统，在电力系统失效（SBO）工况下提供可靠密封，保证带有放射性的冷却剂不外泄。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种具有非能动停车密封装置的核主泵三级机械密封系统，包括主轴1、第一级机械密封组件2、第二级机械密封组件5、第三级机械密封组件6及非能动密封组件4，第一级机械密封、第二级机械密封、第三级机械密封串联，非能动密封组件4布置在第一级机械密封下方的位置A或第一、二级机械密封之间的位置B或第二、三级机械密封之间位置C。
所述的非能动密封组件4包括移动环4-2、固定在移动环4-2上的静密封4-1和固定环4-3，非能动停车密封组件4和带有静密封作用面的内腔体3相对安装，组成了非能动停车密封系统，其密封功能是通过非能动停车密封组件4和内腔体3之间的静密封4-1实现。
所述三级机械密封系统不局限于特定的设计方案，包括所有运用流体静压、流体动压及流体动压和静压组合的流体机械密封串联而成的核主泵轴封系统。
本发明的有益效果是：
本发明采用了不需要外加能量驱动的非能动密封装置作为核主泵三级机械密封系统的安全装置。在SBO工况下，非能动密封装置能在不需要外界供能，不需要外界控制的情况下自动启动，起到停车密封的作用，避免放射性冷却剂的泄漏，提供可靠密封。
附图说明
附图是本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细描述。
参见附图，一种具有非能动停车密封装置的核主泵三级机械密封系统，包括主轴1、第一级机械密封组件2、第二级机械密封组件5、第三级机械密封组件6及非能动密封组件4，第一级机械密封、第二级机械密封、第三级机械密封串联，非能动密封组件4布置在第一级机械密封下方的位置A，或第一、二级机械密封之间的位置B，或第二、三级机械密封之间位置C。
以位置B为例，所述的非能动密封组件4包括移动环4-2、固定在移动环4-2上的静密封4-1和固定环4-3，非能动停车密封组件4和带有静密封作用面的内腔体3相对安装，组成了非能动停车密封系统，其密封功能是通过非能动停车密封组件4和内腔体3之间的静密封4-1实现。
所述三级机械密封系统不局限于特定的设计方案，包括所有运用流体静压、流体动压及流体动压和静压组合的流体机械密封串联而成的核主泵轴封系统。
本发明的工作原理为：
当反应堆核主泵处于SBO工况时，冷却剂泵失效，高温、高压冷却剂沿着泵轴轴向流出，此时非能动停车密封周围环境温度快速升高，腔内压力大于大气压。当机械密封失效，或主轴1停转时，非能动密封组件4中的移动环4-2在由主轴下方流入的冷却剂高温或高压驱动下，使其与固定环4-3沿轴向产生相对运动，从而使静密封4-1与内腔体3的静密封面贴合，形成停车密封，保证带有放射性的冷却剂不外泄，为处理SBO工况争取了时间。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思能够想到的等同技术手段。
Claims (3)
1.一种具有非能动停车密封装置的核主泵三级机械密封系统，包括主轴（1）、第一级机械密封组件（2）、第二级机械密封组件（5）、第三级机械密封组件（6）及非能动密封组件（4），其特征在于：第一级机械密封、第二级机械密封、第三级机械密封串联，非能动密封组件（4）布置在第一级机械密封下方的位置A或第一、二级机械密封之间的位置B，或第二、三级机械密封之间位置C。
2.根据权利要求1所述的一种具有非能动停车密封装置的核主泵三级机械密封系统，其特征在于：所述的非能动密封组件（4）包括移动环（4-2）、固定在移动环（4-2）上的静密封（4-1）和固定环（4-3），非能动停车密封组件（4）和带有静密封作用面的内腔体（3）相对安装，组成了非能动停车密封系统，其密封功能是通过非能动停车密封组件（4）和内腔体（3）之间的静密封（4-1）实现。
3.根据权利要求1所述的一种具有非能动停车密封装置的核主泵三级机械密封系统，其特征在于：所述三级机械密封系统不局限于特定的设计方案，包括所有运用流体静压、流体动压及流体动压和静压组合的流体机械密封串联而成的核主泵轴封系统。
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2014
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140528 |