CN208885608U - 一种核电主泵的润滑与密封系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种核电主泵的润滑与密封系统，该系统在轴上设置静环、旋转环、辅助密封圈、推环、电磁铁环、电磁环座、键、压力传感器、润滑剂管路和位移传感器，通过集中控制器计算电流信号转递给电磁铁环，通过调节电流进而控制两组电磁环之间的电磁力，使整个系统保持压力平衡，接着集中控制器将计算后的供油信号传递给氮气瓶，再通过氮气瓶输出气压并将压力传递给润滑剂储罐，润滑剂在压力的作用下被填充到静环与旋转环的端面处，使润滑端面保持充满润滑剂。本实用新型扩大了机械密封的压力适用范围和延长了使用寿命，并且对密封控制更加精细化。
Description
技术领域
本实用新型属于兼顾润滑和密封的连接机构，具体涉及一种核电主泵的润滑与密封系统。
背景技术
核电主泵是核电站一回路主系统中唯一连续运转的设备，是核电站的心脏，为了确保核电站的安全和环保问题，反应堆冷却剂泵应该满足泄漏量最小、运转可靠性最高的要求。
核电主泵流体动压三级机械密封装置是反应堆冷却剂泵结构中最为核心的重要组成部分，直接关系核主泵在核电站中能否安全、可靠运行。如果密封发生泄漏，将直接导致反应堆停堆，给核电站带来巨大经济损失，严重时还会造成环境辐射污染。近年随着核电技术的大力发展，大量核电设备的相关技术都渐趋成熟，而主泵及其轴封仍然存在一些难以解决的问题，已成为核电技术发展的瓶颈。
目前现有的核电主泵流体动压三级机械密封装置由三级结构相同的机械密封串联装压而成，机械密封中密封组件安装在轴套上，腔体安装在密封组件外部并由弹簧座压紧，相邻机械密封的轴套相互连接，通过两端夹持轴套形式将电机扭矩传递给轴封。现有的机械密封装置中采用弹簧和波纹管的连接方式，即弹簧座通过弹簧或者波纹管连接推环，并带动推环转动，推环再带动旋转环转动，此种密封方式中容易造成弹簧和波纹管的磨损，并且弹簧和波纹管产生力难以实时控制。
实用新型内容
实用新型目的：针对上述现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型提供一种核电主泵的润滑与密封系统，该系统具有良好密封性能，适用于不同反应堆主泵的润滑与机械密封。
技术方案：一种核电主泵的润滑与密封系统，包括静环、旋转环、辅助密封圈、推环、第一电磁铁环、第二电磁铁环、电磁环座、键、压力传感器、润滑剂管路、位移传感器、集中控制器、氮气瓶和润滑剂储罐，所述静环上设置有压力传感器、润滑剂管路和位移传感器，所述压力传感器和位移传感器采集的数据信号传输到集中控制器，所述润滑剂管路与润滑剂储罐连接，润滑剂储罐与氮气瓶连接，氮气瓶与集中控制器连接,所述压力传感器、位移传感器、第二电磁铁环的直流电源与集中控制器电连；所述推环通过键与轴相连，推环的两端分别安装第一电磁环和旋转环；所述电磁环座通过螺栓设置在轴上，电磁环座用于设置第二电磁环。
进一步的，所述旋转环与轴的配合面设有辅助密封圈；
进一步的，所述润滑剂管路中填充润滑剂，润滑剂的粘度为320mm2/s—460mm2/s；
进一步的，所述第一电磁环与第二电磁环内缠绕导线，导线的匝数为1000～1500匝；
进一步的，所述第一电磁环和第二电磁环的外壳材料为铜。
一种核电主泵的润滑与密封系统的实现方法，所述方法兼顾密封和润滑，且包括密封和润滑的动态平衡控制，所述密封为集中控制器同时接收压力传感器传输的压力变化信号和位移传感器的位移变化信号，集中控制器将计算后的电流信号转递给第二电磁环，通过调节电流大小控制第一电磁环、第二电磁环之间的电磁力，使整个系统保持压力平衡。
进一步的，所述润滑由集中控制器将计算后的供油信号传递给氮气瓶，再通过氮气瓶输出气压并将压力传递给润滑剂储罐，润滑剂在压力的作用下被填充到静环与旋转环的端面处，使润滑端面保持充满润滑剂。
更进一步的，所述集中控制器接收压力变化信号和位移变化信号，同时输出电流信号和气压信号，系统保持流体动压润滑平衡。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型显著的效果在于：第一，本实用新型采用电磁铁替代弹簧或者波纹管，可以通过电流的改变来控制电磁力，从而是整个系统保持压力平衡，并且电磁铁产生的压力范围大于弹簧和波纹管的弹力范围，因此增加了机械密封的压力适用范围，即可以使该密封装置承受比一般弹簧和波纹管机械密封更高的压力。第二，用电磁铁代替弹簧可以避免设备零部件之间的接触，避免接触磨损，从而增加了设备使用的寿命。第三，该系统通过集中控制器接收压力变化信号、位移变化信号、并通过控制电流信号和气压供油信号达到了集中控制的效果，使得核电主泵的密封控制更加精密化。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型电磁环结构及磁性示意图。
具体实施方式
为了详细的说明本实用新型公开的技术方案，下面结合说明书附图和具体实施例做进一步的阐述。
如图1所示，一种核电主泵的润滑与密封系统，包括静环1、旋转环2、辅助密封圈3、推环4、第一电磁环501、第二电磁环502、电磁环座6、键7、压力传感器8、润滑剂管路9、位移传感器10、集中控制器11、氮气瓶12和润滑剂储罐13。具体的说，首先在核电主泵的外设置静环1，静环1内设置有压力传感器8、润滑剂管路9和位移传感器10，压力传感器8用于探测静环1受力大小，位移传感器10用于检测静环1在于旋转环2接触是传到静环1的压力，并且在压力推进下产生的形变，即位移，压力传感器8和位移传感器10的数据采集并监测可以促进整个密封系统的压力平衡及其润滑程度的控制。在静环1与旋转环2的接触面部位，由于旋转环2因转动需要润滑，因此在静环上1设有润滑剂管路9，润滑剂管路9与润滑剂储罐13通过管道连接，润滑剂储罐13与氮气瓶12通过管路连接，氮气瓶12与集中控制器11电连接，包括通过必要的装置及其设备来控制氮气瓶12内的压力。
控制方面，压力传感器8、位移传感器10、第二电磁环502直流电源均连接到集中控制器11，集中控制器11采集压力传感器8和位移传感器10的两个数据信息，然后根据这两项数据信息作出判定，控制输送相应的电流到第二电磁环502上，第一电磁环501位于第二电磁环502的一侧，且第一电磁环501和第二电磁环502采用同性磁极，如图1所示，集中控制器11根据压力传感器8和位移传感器10的数据信息控制第二电磁环502的电流，因电流不同会产生不同大小的磁力，第一电磁环501因此也受到对应大小的排斥力，进一步的向左推进旋转环2，进而对于静环1也会产生不同的压力和位移，压力传感器8和位移传感器10数据必然会变化，变化的数据信息不断传输到集中控制器11，集中控制器11进而采取不同的应对及信号输出。第一电磁环501和第二电磁环502的磁性分布如图2所示。
推环4通过键7连接与轴相连接，推环4的两端分别安装第一电磁环501和旋转环2；电磁环座6通过螺栓连接在轴上，电磁环座6上装有第二电磁环502。旋转环2与轴配合面设有辅助密封圈3，润滑剂的粘度为320mm2/s—460mm2/s；第一电磁环501与第二电磁环502内缠绕导线，导线的匝数是1000～1500匝，第一电磁环501、第二电磁环502的外壳材料为铜。
对于整个系统的控制，集中控制器11同时接收由压力传感器8传输的压力变化信号和位移传感器10传输的位移变化信号；集中控制器11将计算后的电流信号转递给第二电磁铁环502，通过调节电流的控制第二电磁环502和第一电磁环501之间的电磁力，使整个系统保持压力平衡。润滑方面，集中控制器11同时也根据压力大小及位移大小进行计算和数据分析，包括设置压力、位移及润滑关系对应表，根据不同的压力或位移大小给出不同的信号。集中控制器11将计算后的供油信号传递给氮气瓶12，再通过氮气瓶12输出气压并将压力传递给润滑剂储罐13，润滑剂在压力的作用下被填充到静环1与旋转环2的端面处，使润滑端面保持充满润滑剂，具体控制步骤如下：
第一步，测试出整个系统运转达到动压平衡时的各个数值，
PD0——运转达到动压平衡时密封环端面的压力；单位MP；
D0——运转达到动压平衡时密封环端面之间距离，即润滑液在密封环之间的液膜厚度；单位mm；
PG0——运转达到动压平衡时管路压力；单位MP；
I0——运转达到动压平衡时的电流强度；单位A；
第二步；当密封端面压力增大时，
PD1——集中控制器接收到端面压力信号；
PD1—PD0＝△PD——计算后的压力变化信号；此时密封端面的压力增大，即密封液膜承受的压力增大。当液膜承受压力增大时，可以通过较小电流I，减少电磁力，从而较少端面的压力，端面压力减少则密封环端面间隙增大。这时通过增加管路的压力，增加润滑剂的填充量，使端面充满润滑剂，并保持动压平衡。
在本实用新型所述的核电主泵的润滑与密封系统中，对于动压的平衡控制在于集中控制器11，集中控制器11具有数据处理和分析能力，包括输入和输出，其集中控制器11的功能及结构为现有装置，包括利用计算机或单片机实现的控制模块，在此不做赘述。本领域技术人员根据本实用新型提供的技术方案进行实施或实验，其结果表明该系统润滑效果和密封性均良好，优于现有技术。
Claims (5)
1.一种核电主泵的润滑与密封系统，包括静环(1)、旋转环(2)、辅助密封圈(3)、推环(4)、第一电磁铁环(501)、第二电磁铁环(502)、电磁环座(6)、键(7)、压力传感器(8)、润滑剂管路(9)、位移传感器(10)、集中控制器(11)、氮气瓶(12)和润滑剂储罐(13)，其特征在于：所述静环(1)上设置有压力传感器(8)、润滑剂管路(9)和位移传感器(10)，所述压力传感器(8)和位移传感器(10)采集的数据信号传输到集中控制器(11)，所述润滑剂管路(9)与润滑剂储罐(13)连接，润滑剂储罐(13)与氮气瓶(12)连接，氮气瓶(12)与集中控制器(11)连接，所述压力传感器(8)、位移传感器(10)、第二电磁铁环(502)的直流电源与集中控制器(11)电连；所述推环(4)通过键(7)与轴相连，推环(4)的两端分别安装第一电磁环(501)和旋转环(2)；所述电磁环座(6)通过螺栓设置在轴上，电磁环座(6)用于设置第二电磁环(502)。
2.根据权利要求1所述一种核电主泵的润滑与密封系统，其特征在于：所述旋转环(2)与轴的配合面设有辅助密封圈(3)。
3.根据权利要求1所述一种核电主泵的润滑与密封系统，其特征在于：所述润滑剂管路(9)中填充润滑剂，润滑剂的粘度为320mm2/s—460mm2/s。
4.根据权利要求1所述一种核电主泵的润滑与密封系统，其特征在于：所述第一电磁环(501)与第二电磁环(502)内缠绕导线，导线的匝数为1000-1500匝。
5.根据权利要求4所述一种核电主泵的润滑与密封系统，其特征在于：所述第一电磁环(501)和第二电磁环(502)的外壳材料为铜。
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| CN201821672730.6U CN208885608U (zh) | 2018-10-16 | 2018-10-16 | 一种核电主泵的润滑与密封系统 |
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| CN201821672730.6U CN208885608U (zh) | 2018-10-16 | 2018-10-16 | 一种核电主泵的润滑与密封系统 |
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| CN (1) | CN208885608U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109185220A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-01-11 | 江苏澳润新材料有限公司 | 一种核电主泵的润滑与密封系统及其实现方法 |
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2018
- 2018-10-16 CN CN201821672730.6U patent/CN208885608U/zh active Active
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