CN110608850A - 轴封核主泵动压机械密封试验回路装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轴封核主泵动压机械密封试验回路装置，包括注入水回路1，台架本体2，高压泄漏回路与旁路3，平衡密封泄漏回路4，低压泄漏回路5；台架本体2由电动机提供驱动力；在台架本体2的旋转轴R2上安装被测试动压机械密封TMS和平衡机械密封BMS。本发明试验回路装置可以完全模拟核主泵主轴密封的实际运行工况，并监测主要性能参数同时还可以满足平衡密封在不同工况下的试验和性能参数监测。
Description
技术领域：
本发明涉及一种轴封核主泵动压机械密封试验回路装置。
背景技术：
现有核主泵主轴机械密封的外形结构、密封端面及功能均不相同。但是，机械密封的作用都是控制泄漏量，以避免因泄漏量大而发生停机故障。轴封核主泵动压机械密封主用于来防止反应堆冷却剂泄漏到外部，造成辐射污染。目前，国内很多密封制造厂和研究所建造了针对不同机型核主泵机械密封试验回路装置。这些回路大多数只适用于特制的机械密封产品，对其它类型机械密封产品的兼容性有待改进。
发明内容：
本发明的目的是公开一种可用于高压、安全性和可靠性极高的轴封式核主泵动压机械密封试验回路装置。本发明的技术方案是：一种轴封核主泵动压机械密封试验回路装置，轴封核主泵动压机械密封试验回路装置，包括注入水回路1，台架本体2，高压泄漏回路与旁路3，平衡密封泄漏回路4，低压泄漏回路5；台架本体2由电动机提供驱动力；在台架本体2的旋转轴R2上安装被测试动压机械密封TMS和平衡机械密封BMS；电动机带动旋转轴R2和两种密封同时旋转，安装在旋转轴R2的上的速度传感器S2和安装在电动机顶部的扭矩测量装置N2分别测量转轴的转速和扭矩；注入水回路1中，增压泵B1的进口连接水箱W1，出口连接到台架本体2，出口管路上设置稳压罐C1维持压力的稳定，增压泵B1汲送的注入水分两路，一路通过1#高压旁路阀门PV1回流到水箱W1，另一路进入台架腔体W2，在进入台架腔体W2前经过过滤器F1来过滤掉混入水中的大颗料物质，过滤器F1前后端连接压差变送器DP1以监测过滤器F1是否失效；高压泄漏回路与旁路3中，台架腔体W2内的高压水流经节流降压装置C3降到低压状态并回流到水箱W1，旁路L3设置耐高压球阀PV3，试验过程中通过调节高压球阀PV3的开度来实现不同压力的切换；平衡密封泄漏回路4中，分别顺序设置压力传感器P4、温度传感器T4和流量计Q4以实现对分流压力、温度和流量的监测，确保平衡密封BMS运行过程中未发生失效；低压泄漏回路5中，分别顺序设置压力传感器P5、温度传感器T5和精度较高的流量计Q4以实现对分流压力、温度和流量的测量和监控，及时判定被试机械密封TMS的工作机能。
本发明工作原理：
具体实施中，试验回路装置的运行参数范围为压力不大于20MPa；温度不高于80℃；转速1490r/min。被测试动压机械密封TMS布置在台架腔体内部，回路主要试验工作原理为：
1、通过过水质处理系统给水箱W1充注去离子水，实时监测液位计L1，确何水箱W1存储满足试验要求的水量。
2、除水箱的排水阀处于关闭状态，打开所有阀门，启动增压泵B1，调节增压泵B1电机的频率到台架腔体内的压力可以使平衡密封正常打开，当所有的监测点无异常后，启动电动机，并带动被测试动压机械密封TMS和平衡机械密封BMS旋转。转动过程中，稳压罐C1维持压力稳定并减小压力波动。
3、增压泵B1汲送到台架腔体W2内部的注入去离子水通过高压泄漏回路与旁路3、平衡密封泄漏回路4和低压泄漏回路5回流到水箱。高压泄漏回路上设置的节流降压装置C3将回流的高压水降到低压状态，以避免为水箱的冲击。
4、调节增压泵B1的电机在额定频率下运转，关闭1#高压阀门PV1，调节3#高压阀门PV3的开度以实现要求的运行压力值，在这一压力下正常运行并进行所需性能参数的测量与监测。
5、随时监测试验回路装置去离子水的温度，当升温较快时，调节冷却器D1的供水量来保持温度的稳定。
6、不同压力下试验完成后，先关闭台架本体1的电动机，电动机停机后，试验回路装置稳定运行一分钟后，然后关闭增压泵B1，试验完成。
本发明的技术优点是：
1、本发明试验回路装置可以完全模拟核主泵主轴密封的实际运行工况，并监测主要性能参数；
2、本发明试验回路装置同时还可以满足平衡密封在不同工况下的试验和性能参数监测；
3、本发明的水质处理系统可以制备与核电站相同的去离子水。
4、本发明的注入水回路设置了稳压罐C1，对系统由于增压泵B1引起的压力波动起到了稳定压力减小波动的作用。另外，设置的过滤器F1可以防止大颗粒物质进入台架本体造成密封损伤。
5、本发明的高压泄漏回路上设置的节流降压装置可以快速将高压回水降到低压状态，使得回水不对水箱造成冲击。
6、本发明试验回路装置相应配置了扭矩测量装置N2、转速传感器S2、压力传感器、温度传感器、流量计等，PLC对回路实时监控、报警和信号采集，通过以上的配置保证回路安全可靠运行。
附图说明
图1是轴封核主泵动压机械密封试验回路装置图。
图中标号：注入水回路1；台架本体2；高压泄漏回路与旁路3；平衡密封泄漏回路4；低压泄漏回路5；TMS-被测试动压机械密封；BMS平衡机械密封；W1-水箱；T1、T3～T5温度传感器；P1、P3～P5、PD1-压力传感器；Q1、Q3～Q5-流量计；DP1-压差变送器；F1-过滤器；PV1-1#高压旁路阀门1；PV3-3#高压旁路阀门；C1-稳压罐；B1-增压泵、L1-液位计；D1-冷却器；C3-节流降压装置；R2-旋转轴；W2-台架腔体；S2-转速传感器；N2-扭矩测量装置；L3-旁路。
具体实施方式
如图1所示，轴封核主泵动压机械密封试验回路装置，包括注入水回路1，台架本体2，高压泄漏回路与旁路3，平衡密封泄漏回路4，低压泄漏回路5；台架本体2由电动机提供驱动力；在台架本体2的旋转轴R2上安装被测试动压机械密封TMS和平衡机械密封BMS；电动机带动旋转轴R2和两种密封同时旋转，安装在旋转轴R2的上的速度传感器S2和安装在电动机顶部的扭矩测量装置N2分别测量转轴的转速和扭矩；注入水回路1中，增压泵B1的进口连接水箱W1，出口连接到台架本体2，出口管路上设置稳压罐C1维持压力的稳定，增压泵B1汲送的注入水分两路，一路通过1#高压旁路阀门PV1回流到水箱W1，另一路进入台架腔体W2，在进入台架腔体W2前经过过滤器F1来过滤掉混入水中的大颗料物质，过滤器F1前后端连接压差变送器DP1以监测过滤器F1是否失效；高压泄漏回路与旁路3中，台架腔体W2内的高压水流经节流降压装置C3降到低压状态并回流到水箱W1，旁路L3设置耐高压球阀PV3，试验过程中通过调节高压球阀PV3的开度来实现不同压力的切换；平衡密封泄漏回路4中，分别顺序设置压力传感器P4、温度传感器T4和流量计Q4以实现对分流压力、温度和流量的监测，确保平衡密封BMS运行过程中未发生失效；低压泄漏回路5中，分别顺序设置压力传感器P5、温度传感器T5和精度较高的流量计Q4以实现对分流压力、温度和流量的测量和监控，及时判定被试机械密封TMS的工作机能。
Claims (1)
1.一种轴封核主泵动压机械密封试验回路装置，其特征是：包括注入水回路(1)，台架本体(2)，高压泄漏回路与旁路(3)，平衡密封泄漏回路(4)，低压泄漏回路(5)；台架本体(2)由电动机提供驱动力；在台架本体(2)的旋转轴R2上安装被测试动压机械密封TMS和平衡机械密封BMS；电动机带动旋转轴R2和两种密封同时旋转，安装在旋转轴R2的上的速度传感器S2和安装在电动机顶部的扭矩测量装置N2分别测量转轴的转速和扭矩；注入水回路(1)中，增压泵B1的进口连接水箱W1，出口连接到台架本体(2)，出口管路上设置稳压罐C1维持压力的稳定，增压泵B1汲送的注入水分两路，一路通过1#高压旁路阀门PV1回流到水箱W1，另一路进入台架腔体W2，在进入台架腔体W2前经过过滤器F1来过滤掉混入水中的大颗料物质，过滤器F1前后端连接压差变送器DP1以监测过滤器F1是否失效；高压泄漏回路与旁路(3)中，台架腔体W2内的高压水流经节流降压装置C3降到低压状态并回流到水箱W1，旁路L3设置耐高压球阀PV3；平衡密封泄漏回路(4)中，分别顺序设置压力传感器P4、温度传感器T4和流量计Q4以实现对分流压力、温度和流量的监测，确保平衡密封BMS运行过程中未发生失效；低压泄漏回路(5)中，分别顺序设置压力传感器P5、温度传感器T5和精度较高的流量计Q4以实现对分流压力、温度和流量的测量和监控，及时判定被试机械密封TMS的工作机能。
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