CN105179223B - 反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统，包括水箱、仪表泵阀管路系统及静压试验装置；静压试验装置包括模拟支撑筒和插设于模拟支撑筒内的模拟泵轴，模拟泵轴下端的周缘与模拟密封筒下端的周缘密封连接，模拟泵轴与模拟支撑筒之间形成一环形腔体，环形腔体用于收容主泵的第一轴封组件和第二轴封组件；水箱通过仪表泵阀管路系统将模拟反应堆实际运行过程中的水流导入静压试验装置、第一轴封组件及第二轴封组件中。本发明的鉴定系统能够通过三条管路模拟第一和第二轴封组件在反应堆实际运行过程中的环境条件，真实的反应第一和第二轴封组件的泄漏量，从而通过测定泄漏量的值反应第一轴封组件和第二轴封组件是否达到运行的技术规范要求。

Description

反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统

技术领域

本发明涉及密封鉴定技术领域，特别涉及一种反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统。

背景技术

100型反应堆冷却剂泵(以下简称主泵)的二号轴封组件用于将主泵的周缘轴封，以防止穿过一号轴封组件的水流沿主泵的周缘上升至硼水液面以上的空气中而产生辐射。

为了保证二号轴封组件的密封性良好，需要时常对二号轴封组件进行翻新后再利用。经国内外核电站经验反馈，核电站经常发生主泵二号轴封组件和三号轴封组件泄漏量异常的事件，而导致的机组非计划停机或提前进入大修的事件。这是因为翻新后而未经过鉴定实验的二号轴封组件中的8％达不到运行的技术规范要求，更换二号轴封组件至少需要停堆10天左右。因此，达不到运行技术规范要求的二号轴封组件严重影响核电站的运行。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统，旨在鉴定二号轴封组件的密封性，防止二号轴封组件泄露量异常的事故发生。

为实现上述目的，本发明提供一种反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统，包括水箱、仪表泵阀管路系统及静压试验装置；

所述静压试验装置包括模拟支撑筒和插设于所述模拟支撑筒内的模拟泵轴，所述模拟泵轴下端的周缘与所述模拟密封筒下端的周缘密封连接，所述模拟泵轴与所述模拟支撑筒之间形成一环形腔体，所述环形腔体用于收容主泵的第一轴封组件和第二轴封组件；

所述仪表泵阀管路系统包括第一管路、第二管路及第三管路，所述水箱用于将水通过所述第一管路导入第一轴封组件的密封面与模拟泵轴之间的间隙，使水流沿所述模拟泵轴向上流动；所述水箱还用于将水通过所述第二管路导入第二轴封组件的一导流孔中，以阻碍穿过所述第一轴封组件的轴封面的水流继续向上流动，经由第二管路导入的水流从所述第二轴封组件的另一导流孔流出；所述第一轴封组件的密封面与所述泵轴之间的水流，通过所述第一轴封组件上的水流导出孔经由所述第三管路导出。

优选地，所述第一管路上设置有加压泵和过滤器，所述第二管路与所述第一管路连通，所述第一管路的位于所述过滤器后的一段同所述第二管路并联。

优选地，所述第一管路包括与连通所述第二管路的第一连接处，所述第一管路上位于所述过滤器与所述第一连接处之间设置有节流阀和总流量计，所述第一管路上位于所述第一连接处与所述静压试验装置之间设置有第一管路流量计。

优选地，所述第二管路上位于所述第一连接处与所述静压试验装置之间设置有减压阀和第二管路流量计。

优选地，靠近所述过滤器的节流阀与所述过滤器之间还设有第二连接处，所述第二连接处通过第四管路与所述水箱连通，并且，所述第四管路上设置有减压阀。

优选地，所述第一管路上还设置有位于所述第一连接处与总流量计之间的第三连接处，所述第三连接处通过第五管路与所述水箱连通，并且，所述第五管路上设置有减压阀。

优选地，所述第一轴封组件的水流导出孔通过所述第三管路与所述水箱连通，所述第三管路上设置有节流阀，所述第三管路上位于该节流阀与所述水流导出孔之间设有第四连接处，所述第一连接处与所述第四连接处通过第六管路连接，所述第六管路上设置有减压阀。

优选地，所述第二管路的减压阀与第二管路流量计之间还设置有第五连接处，所述第五连接处通过第七管路与所述水箱连通，并且，所述第七管路上设置有节流阀。

优选地，所述第一管路、第二管路及第三管路上均设置有第一排气管，以使当水从第一管路流入所述静压试验装置、水从第二管路流入静压试验装置、水自静压试验装置通过第三管路流出时将三个管路中的气体排出，所述第一排气管上均设置有隔离阀。

优选地，所述静压试验装置上还设置有第二排气管，所述第二排气管连通所述第一轴封组件的密封面与所述泵轴之间的间隙，并且，所述第二排气管上设置有隔离阀。

本发明的反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统能够通过三条管路模拟第一轴封组件和第二轴封组件在反应堆实际运行过程中的环境条件，真实的反应第一轴封组件和第二轴封组件的泄漏量，从而通过测定泄漏量的值反应第一轴封组件和第二轴封组件是否达到运行的技术规范要求。

附图说明

图1为本发明反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统一实施例的结构示意图；

图2为本发明反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统又一实施例的结构示意图；

图3为本发明反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统再一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例就本发明的技术方案做进一步的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出一种反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统。

参照图1，在本发明实施例中，该反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统包括水箱10、仪表泵阀管路系统20及静压试验装置30；

所述静压试验装置30包括模拟支撑筒和插设于所述模拟支撑筒内的模拟泵轴，所述模拟泵轴下端的周缘与所述模拟密封筒下端的周缘密封连接，所述模拟泵轴与所述模拟支撑筒之间形成一环形腔体，所述环形腔体用于收容主泵的二号轴封组件和三号轴封组件(二号轴封组件即为第一轴封组件；三号轴封组件即为第二轴封组件)。

所述仪表泵阀管路系统20包括第一管路21、第二管路22及第三管路23，所述水箱10用于将水通过所述第一管路21导入二号轴封组件的密封面与模拟泵轴之间的间隙，使水流沿所述模拟泵轴向上流动；所述水箱10还用于将水通过所述第二管路22导入三号轴封组件的一导流孔中(NO.3seal injiection)，以阻碍穿过所述二号轴封组件的周封面的水流继续向上流动，经由第二管路22导入的水流从所述三号轴封组件的另一导流孔(NO.3sealleakoff)流出；所述二号轴封组件的密封面与所述泵轴之间的水流，通过所述二号轴封组件上的水流导出孔经由所述第三管路23导出。

具体地，二号轴封组件的上端具有第一轴封台，下端具有用于与所述泵轴的周缘贴合的密封面；三号轴封组件的上端具有第二轴封台，下端具有与所述泵轴的周缘贴合的密封面；所述模拟支撑筒的上端具有一法兰。在将所述二号轴封组件和三号轴封组价安装于所述环形腔体内时，首先将二号轴封组件装入所述环形腔体内，所述二号密封组件的密封面与所述泵轴的靠近泵轴下端的周缘贴合，所述法兰承载所述第一轴封台；然后将所述三号轴封组件装入所述环形腔体内，所述三号轴封组件的密封面与所述泵轴的周缘贴合，所述第一轴封台承载所述第二轴封台，然后通过螺钉将所述第一轴封台和第二轴封台共同固定于所述法兰上。

虽然二号轴封组件的密封面和三号轴封组件的密封面均将所述泵轴的周缘密封，由于二号轴封组件和三号轴封组件与所述泵轴之间的轴封是允许有一定的泄漏量的，但是该泄漏量不能过大或过小，否则会导致机组非计划停机或提前进入大修的事件。因此通过第一管路21、第二管路22、第三管路23来模拟二号轴封组件和三号轴封组件在实际运行过程中的所处的环境条件，以此来检验二号轴封组件和三号轴封组件的密封性。

在反应堆实际运行过程中，二号轴封组件用以阻止来自一号轴封组件沿泵轴的轴向上升的水流，二号轴封组件的第一轴封台上设置有一水流导出孔(NO.2seal leakoff)，来自一号轴封组件沿泵轴的轴向上升的水流一部分通过所述水流导出孔流走，另一部分沿所述泵轴的轴向继续上升。所述三号轴封组件上具有的两导流孔为第一导流孔(NO.3sealinjiection)和第二导流孔(NO.3seal leakoff)，第一导流孔中注入有垂直于泵轴方向的水流，以对沿所述泵轴的轴向上升的水流(穿过二号轴封组件的水流)阻遏，第二导流孔用于将从第一导流孔注入的水流导出。

所述第一管路21连通水箱10和二号轴封组件的密封面与所述泵轴周缘之间的间隙，以此模拟二号轴封组件的密封面与所述泵轴周缘之间受到来自一号轴封组件的水流压力。第一导流孔与所述第二管路22连通，以此拟流入从第一导流孔进入的水流压力。第三管路23与水流导出孔连通，以此模拟水流导出孔在反应堆实际运行过程中所述水流导出孔承受的背压。

反应堆实际运行过程中，二号轴封组件和三号轴封组件的泄漏流具有各自的标准值，所述二号轴封组件的泄漏流的标准值在0～12L/h范围内，三号轴封组件的泄漏流为的标准值在0～3L/h。

由于从第一管路21进入静压试验装置30中的水流最终完全从所述水流导出孔流出，因此，测定第一管路21进入静压试验装置30的水流量可以反应从水流导出孔流出的水流量，如果由第一管路21进入静压试验装置30的水流量超过了二号轴封组件的泄漏流的标准值，那么说明二号轴封组件达不到运行的技术规范要求。同样，通过一量杯测定从第二导流孔流出的水流流量，如果该流量值大于三号轴封组件泄露流的标准值，那么说明三号轴封组件达不到运行的技术规范要求。

本发明的反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统能够通过三条管路模拟二号轴封组件和三号轴封组件在反应堆实际运行过程中的环境条件，真实的反应二号轴封组件和三号轴封组件的泄漏量，从而通过测定泄漏量的值反应二号轴封组件和三号轴封组件是否达到运行的技术规范要求。

进一步地，参照图2，所述第一管路21上设置有加压泵P和过滤器F，所述第二管路22与所述第一管路21连通，所述第一管路21的位于所述过滤器F后的一段同所述第二管路22并联；所述水箱10将水通过所述加压泵P和过滤器F后导入所述第二管路22。

水流从第一管路21进入所述静压试验装置30需要足够的压力，而水箱10可能不能提供给足够的压力。本实施例中，所述加压泵P能够将水箱10内的水加压后从第一管路21导入静压试验装置30中。另外，所述过滤器F的设置可以将水中的杂质过滤，以免水中的杂质影响整个模拟过程。

进一步地，继续参照图2，所述第一管路21包括与所述静压试验装置30连通的后端，以及连通所述第二管路22的第一连接处211，所述第一管路21上位于所述过滤器F与所述第一连接处211之间设置有节流阀RV1和总流量计MD1，所述第一管路21上位于所述第一连接处211与所述静压试验装置30之间设置有第一管路流量计MD2。

具体地，所述第一管路21和第二管路22中的水流均需要合适的流量，流量过大或过小均都难以模拟二号轴封组件和三号轴封组件在反应堆实际运行过程中的环境条件。因此，本实施例中，在第一管路21上设置了节流阀RV1和总流量计MD1，所述节流阀RV1可以控制水流的流量，所述第一管路流量计MV1可以反应从第一管路21进入所述静压试验装置30的流量参数，以达到最真实的模拟条件

进一步地，继续参照图2，所述第二管路22上位于所述第一连接处211与所述静压试验装置30之间设置有减压阀Q4和第二管路流量计MD3。

由第二管路22流入第一导流孔中的水流也需要合适的流量，直接由第一连接211处进入第一导流孔中的水流量较大，本实施例中，所述减压阀Q4能够降低水流量，以使由第二管路22流入第一导流孔中的水流量达到要求。所述第二管路流量计MD3能够实时反映第二管路22中的流量参数，以便调节减压阀Q4，而使第二管路22中的水流量处于合适的范围内。

进一步地，继续参照图2，靠近所述过滤器F的节流阀RV1与所述过滤器F之间还设有第二连接处212，所述第二连接处212通过第四管路(图中未标示出)与所述水箱10连通，并且，所述第四管路上设置有减压阀Q1。

由所述加压泵P导出的水流在第一管路21中的压力相对较大，通过所述第四管路上的减压阀Q1的调节，可以使第一管路21中的部分水流从第四管路导回水箱10中。

进一步地，继续参照图2，所述第一管路21上还设置有位于所述第一连接处211与总流量计MD1之间的第三连接处213，所述第三连接处213通过第五管路(图中未标示出)与所述水箱10连通，并且，所述第五管路上设置有减压阀Q2。

虽然第一管路21上的节流阀RV1对水流有节流作用，但是为了进一步便于所述第一管路21和第二管路22中的水流量的调控，在所述第五管路上设置减压阀Q2，可以当总流量计MD1显示的数值偏高时，通过调节减压阀Q2，适当分流，从而使从所述第一管路21进入所述静压试验装置30中的水流量以及从第二管路22进入第一导流孔中的水流量更容易调控。

进一步地，继续参照图2，所述二号轴封组件的水流导出孔(NO.2seal leakoff)通过所述第三管路23与所述水箱10连通，所述第三管路23上设置有节流阀RV2，所述第三管路23上位于该节流阀RV2与所述水流导出孔之间设有第四连接处231，所述第一连接处211与所述第四连接231处通过第六管路(图中未标示出)连接，所述第六管路上设置有减压阀Q3。

所述第三管路23用于将水流从所述水流导出孔中导出，然而在在反应堆实际运行过程中的环境条件下，所述水流导出孔是存在一定的背压的，所述第三管路23上的节流阀RV2和所述第六管路上的减压阀Q3共同作用，以模拟所述水流的导出孔在反应堆实际运行过程中的环境条件下所受到的背压。

进一步地，继续参照图2，所述第二管路22的减压阀Q4与第二管路流量计MD3之间还设置有第五连接处221，所述第五连接处221通过第七管路(图中未标示出)与所述水箱10连通，并且，所述第七管路上设置有节流阀RV3。

所述第二管路22上的减压阀Q4可能还不能够将第二管路22中的水流压力调节至合适的范围，本实施例中载所述第七管路上设置节流阀RV3，从而该减压阀Q4和节流阀RV3共同作用，可以将第二管路22中的水流量调节至合适的范围。

进一步地，参照图3，所述第一管路21、第二管路22及第三管路23上均设置有第一排气管201，以使当水从第一管路21流入所述静压试验装置30、水从第二管路22流入静压试验装置30、水自静压试验装置30通过第三管路23流出时将三个管路中的气体排出，并且，所述第一排气管201上均设置有隔离阀(V6、V7、V8)。

具体地，在试验过程中，第一管路21、第二管路22及第三管路23中均存在气体，所述第一管路21、第二管路22及第三管路23在导水时，需要将其中的气体排出，以免影响模拟过程的真实性。本实施例中，所述第一排气管201的设置，使得三个管路中的气体能够顺利排出。

进一步地，继续参照图3，所述静压试验装置30上还设置有第二排气管202，所述第二排气管202连通所述二号轴封组件的密封面与所述泵轴之间的间隙，并且，所述第二排气管202上设置有隔离阀V9。

在水流进入所述静压试验装置30之前，二号轴封组件的轴封面与泵轴的周缘具有少量间隙，所述第二排气管202的设置能够通过水流将该间隙中的气体排出。

参照图1、图2和图3，可以理解的是，在所述仪表泵阀管路系统20上还设置有多个隔离阀、压力表和温度计，所述隔离阀、压力表和温度计均是用来测定管路中的水流参数，以便对管路中的水流进行调节，如温度、压力及流量调节，以使管路中的水流能够更真实地模拟二号轴封组件和三号轴封组件在实际运行过程中的所处的环境条件。

应当说明的是，本发明的各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域的技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统，其特征在于，包括水箱、仪表泵阀管路系统及静压试验装置；

所述静压试验装置包括模拟支撑筒和插设于所述模拟支撑筒内的模拟泵轴，所述模拟泵轴下端的周缘与所述模拟密封筒下端的周缘密封连接，所述模拟泵轴与所述模拟支撑筒之间形成一环形腔体，所述环形腔体用于收容主泵的第一轴封组件和第二轴封组件；

所述仪表泵阀管路系统包括第一管路、第二管路及第三管路，所述水箱用于将水通过所述第一管路导入第一轴封组件的密封面与模拟泵轴之间的间隙，使水流沿所述模拟泵轴向上流动；所述水箱还用于将水通过所述第二管路导入第二轴封组件的一导流孔中，以阻碍穿过所述第一轴封组件的轴封面的水流继续向上流动，经由第二管路导入的水流从所述第二轴封组件的另一导流孔流出；所述第一轴封组件的密封面与所述泵轴之间的水流，通过所述第一轴封组件上的水流导出孔经由所述第三管路导出；所述第一管路、第二管路及第三管路上均设置有第一排气管，以使当水从第一管路流入所述静压试验装置、水从第二管路流入静压试验装置、水自静压试验装置通过第三管路流出时将三个管路中的气体排出，所述第一排气管上均设置有隔离阀；所述静压试验装置上还设置有第二排气管，所述第二排气管连通所述第一轴封组件的密封面与所述泵轴之间的间隙，并且，所述第二排气管上设置有隔离阀。

2.如权利要求1所述的反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统，其特征在于，所述第一管路上设置有加压泵和过滤器，所述第二管路与所述第一管路连通，所述第一管路的位于所述过滤器后的一段同所述第二管路并联。

3.如权利要求2所述的反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统，其特征在于，所述第一管路包括与连通所述第二管路的第一连接处，所述第一管路上位于所述过滤器与所述第一连接处之间设置有节流阀和总流量计，所述第一管路上位于所述第一连接处与所述静压试验装置之间设置有第一管路流量计。

4.如权利要求3所述的反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统，其特征在于，所述第二管路上位于所述第一连接处与所述静压试验装置之间设置有减压阀和第二管路流量计。

5.如权利要求3至4任一项所述的反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统，其特征在于，靠近所述过滤器的节流阀与所述过滤器之间还设有第二连接处，所述第二连接处通过第四管路与所述水箱连通，并且，所述第四管路上设置有减压阀。

6.如权利要求5所述的反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统，其特征在于，所述第一管路上还设置有位于所述第一连接处与总流量计之间的第三连接处，所述第三连接处通过第五管路与所述水箱连通，并且，所述第五管路上设置有减压阀。

7.如权利要求6所述的反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统，其特征在于，所述第一轴封组件的水流导出孔通过所述第三管路与所述水箱连通，所述第三管路上设置有节流阀，所述第三管路上位于该节流阀与所述水流导出孔之间设有第四连接处，所述第一连接处与所述第四连接处通过第六管路连接，所述第六管路上设置有减压阀。

8.如权利要求7所述的反应堆主泵的机械密封组件鉴定系统，其特征在于，所述第二管路的减压阀与第二管路流量计之间还设置有第五连接处，所述第五连接处通过第七管路与所述水箱连通，并且，所述第七管路上设置有节流阀。