DE1800254C - Vorrichtung zur Sicherstellung der Kühlung der Wellenabdichtungen und mediumgeschmierten Radiallager von unter hohen Systemdrücken arbeitenden Umwälzpumpen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrich- Dei der Kühlvorrichtung nach der Erfindung wird tung für Hochdruckkreiselumwälzpumpen, insbeson- dabei der Kühlkreislauf und der Kreislauf zur Druckdere Reaktorpumpen, mit einem Kreislauf für eine aufteilung, welche bei den bekannten Verfahren für Wellenabdichtung und ein mediumgeschmiertes Ra- sich getrennt waren, so miteinander verbunden, daß diallager, einem Kreislauf für die der in gekühlte 5 die Drosselmenge zur Druckaufteilunr; die Kühlung Stufen unterteilten Wellenabdichtung parallelge- der Gleitringdichtungen mit übernimmt. Dieser Teilschaltete Einrichtung zum stufenweisen Druckabbau strom ist dem Kühlstrom für die Radiallagerkühlung und einem auf e'er Umwälzpumpenwelle angeordne- überlagert.

ter Kühlmittelläufer. Es ist bei einer solchen Vorrich- Durch die Drossel- und Kühleranordnung .nn.ch der

tung für Reaktorpumpen bekannt, als Wellenabdich- io Erfindung entlüftet sich das Dichtungssystem selbst,

tungssystem entweder hydrodynamische Gleitring- und die Druck- und Temperaturüberwachung von

dichtungen oder hydrostatische Wellenabdichtungen Dichtung und Lager kann vollständig durchgeführt

vorzusehen. Wegen des hohen Systemdruckes dieser werden. Da die Thermosyphonwirkung im Stillstand

Umwälzpumpen sind die Wellenabdichtungen mit der Umwälzpumpe die Kühlung von Dichtung und

großen Druckdifferenzen belastet, so daß aus Be- 15 Lager sicherstellt, kann auch auf eine Einrichtung

trtebssicherhdtsgründen, z. B. bei hydrodynamischen zur Sperrwasserversorgung verzichtet werden, wie sie

Gleitringdichtungen, zwei bis drei DichUngsstufen bisher bei hydrostatischen Wellendichtungen verwen-

hintereinander geschaltet werden, die über ein Druck- det werden.

aufteiluiigssystem auf gleichen Differenzdrücken ge- Die Abbildung veranschaulicht die Strömungshaken werden. Nachteiligerweise sind für die Funk- 20 führung und die Anordnung der Kühleinrichtungen tion der Dichtungen und des in der Regel wasser- sowie die Wirkungsweise der Kühlvorrichtung nach geschmierten Radiallagers bisher zwei getrennte der Erfindung.

Kreisläufe notwendig, und zwar ein Kühlkreislauf für Auf der Umwälzpumpenwelle 1 sind die Gleitring-Wellenabdichtungen und Radiallager und ein Kreis- dichtungen 2 und die Hilfspumpe 3 montiert. Die lauf für die Dmrkaufteilung an den einzelnen Dich- 25 Welle ist außer in außenliegenden ölgeschmierten tungsstufen. Der Kühlkreislauf wird dabei von einer Lagern noch in einem wassergeschmierten Radialauf der Umwälzpumpenwelle angeordneten Hilfs- lager 4 geführt.

pumpe betätigt. Bei Süllstanf, der Umwälzpumpe und Dei Kühlkreislauf wird bei sich drehender Umheißem Reaktorkreislajf kann deshalb Heißwasser wälzpumpe durch die Hilfspumpe in der angegebenen an das Radiallager und an die Wellenabdichtung ge- 30 Richtung in Bewegung gehalten. Das gekühlte Wasser langen und diese beschädigen. Durch die beiden verläßt den außerhalb der Pumpe angeordneten Kreisläufe (Kühlung und Druckaufteilung) ergibt Hochdruckkühler 5 an der Stelle 6 und wird der sich also, daß entweder die Druck- und Temperatur- Umwälzpumpe an der Stelle 7, zwischen innerer überwachung nur unvollständig durchgeführt werden Gleitringdichtung 2 und I^!fspumpe 3, zugeführt, kann (interner Druckaufteilungs- und Kühlkreislauf) 35 fließt sodann über die Hilfspumpe durch das Radialoder daß ein großer Bauaufwand für Entlüftungs- und lager 4 und verläßt die Umwälzpumpe an der Stelle 9. Entleerungseinrichtung (externer Druckaufteüungs- Von hier fließt das Kühlkreislaufwasser dem Hoch- und Kühlkreislauf) in Kauf genommen werden muß. dru, .kühler 5 an der Stelle 10 wieder zu. An der

Bei hydrostatischen Wellenabdichtungen und bei Stelle 8 wird von der Kühlkreislaufmenge die Menge

mehrstufiger Dichtungsanordnung erfolgt die Druck- 40 für die Druckaufteilung an den Dichtungsstufen, die

aufleilung durch die Dichtungsstufen selbsttätig. Für gleichzeitig die Dichtungskühlung übernimmt, abge-

die Dichtungs- und Lagerkühlung ist dabei eine auf- zweigt. Diese Menge, die dem Kreislauf verlorengeht,

wendige Kaltwasserversorgung notwendig, indem wird an der Stelle 11 als Heißwasser dem Kühlkreis-

über getrennt angeordnete Hochdruckpumpen kaltes lauf wieder zugeführt. Durch die Wirkungsrichtung

Sperrwasser vor der Wellenabdichtung in das System 45 der Hilfspumpe 3 wird dem Heißwasser der Weg von

eingesetzt wird. Bei einem Ausfall der Sperrwasser- H über 9 zum Kühlereintritt 10 aufgezwungen, so

Versorgung kann ebenfalls über einen Kühlkreislauf, daß Dichtung und Radiallager nur von Kaltwasser

der wiederum durch eine auf der Umwälzpumpen- durchflossen werden'kann.

welle angeordnete Hilfspumpe in Funktion gehalten Für die Druckaufteilung werden Drosselstrecken

wird, die Dicbtiings- und Lagertemperatur in zuläs- 50 12 so angeordnet, daß die Durchflußmenge durch die

sigcn Grenzen gehalten werden. Bei Umwälzpumpen- Drosseln an den Dichtungen vorbeifließt und ihre

stillstand und heißem Reaktorkreislauf kann bei Aus- Reibungswärme abführt Durch die Unterbringung

fall des Sperrwassers somit auch bei dieser Ausfüh- der Drosseln in den oberen Dichtungsräumen und

rung Heißwasser an das Radiallaecr und die Wellen- der Strömungsfiihrung von unten nach oben werden

abdichtungen gelangen und dort Beschädigungen 55 die Dichtungskammern bei der Inbetriebnahme der

verursachen. Umwälzpumpe selbst entlüftet.

Die Erfindung vermeidet die genannten Nachteile Zusätzlich kann die Drossel-Durchflußmenge bei

dadurch, daß die beiden Kreisläufe derart verbunden mehrstufiger Dichtungsanordnung noch in einem

sind, daß Hilfskühler 13 zwischengekühlt werden. Auch hier-

1. in bekannter Weise für beide Kreijläufe ein ge- 60 bei wird durch die Stromungsführung von unten nach meinsamcr Kühler möglich ist und oben eine Selbstentlüftung erreicht,

2. in bekannter Weise eine entsprechende Strö- Im Stillstand der Umwälzpumpe wird durch die mungsführung und eine entsprechende Anord- Kühleranordnung und die Kreislaufführung erreicht, nung des Kühlers gewährleistet, daß bei still- daß ein Thermosyphonkreislauf mit der gleichen stehender Welle und heißem abzudichtendem Me- 65 Stömimgsrichtung wie die des KUhlkreislaufes im dium die Kiihlwasscrzirkiilation infolge Thermo- Normalbetrieb in Funktion tritt. Dadurch wird versyphonwirkung in der gleichen Strömungsrich- hindert, daß Heißwasser durch das Radiallager in iung wie während des Betriebes erfolgt. den Dichtungsraum gelangt, Die gesamte Thermosy-

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plum-UmUuifmcnge ist so ausgelegt, daß sie wesentlich größer als die durch das Druckaufteilungssystem abströmende Leckmenge ist. Diese überschüssige Kaltwassermenge fliegt entlang der Welle durch das Radiallager 4 nach unten und mischt sich wie beim Normalbetrieb bei Il mit dem zufließenden Heißwasser, um über 9 dem Hochdruckkühler 5 bei 10 wieder zuzufließen. Zur Unterstützung des Thermosyphonkreislaufes ist im Bereich der inneren Wellenabdichtung ein Hilfskühler 14 untergebracht. Um Mischströmungen von Heißwasser und Kaltwasser entlang der Welle im Bereich zwischen Laufrad und RaJiallager zu vermeiden, ist an der druckseitigen Laufradnabe eine Kammer 15 angeordnet, die durch einen Zirkulationskreislauf 16 ständig mit gekühltem Wasser versorgt wird.

Gekühlt und in Bewegung gehalten wird der Kreislauf 16 durch den Wärmesperrekühler 17, der über den Wärmedämmblechen 18 angeordnet ist. Durch die ständige Auffüllung der Kammer 15 mit gekühltem Wasser wird das Eindringen von Heißwasser in den Radiallagerraum zusätzlich verhindert.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Kühlvorrichtung für Hochdruckkreiselumwälzpumpen, insbesondere Reaktorpumpen, mit einem Kreislauf für eine WcllennMlchtunB und mediumgeschmicrtes R»^d »»*f" ^ 1

iinbekannter Weise für beide Kreisläufe ein ^l- gemeinsamer Kühler (5) möglich ,st und 2. in bekannter Weise eine »tprechende

Ändern Mrfmm ^e Kühlw lation infolge The.mosyphonwirkung in der gleichen Strömungsrichtung wie wahrend des Betriebes erfolgt.

gegen Emdnngen von

Radiallagerraum.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen