HU231321B1 - Javított biztonságú atomerőműví fő hűtőközeg-szivattyú hidraulikus részegység, és ilyen hidraulikus részegység alkalmazása atomerőművi fő hűtőközeg-szivattyú módosítására és/vagy javítására. - Google Patents

Description

Javított biztonságú atomerőművi fő hűtőközeg-szivattyú hidraulikus részegység, és ilyen hidraulikus részegység alkalmazása atomerőművi fő hűtőközeg szivattyú módosítására és/vagy javítására

A találmány tárgya javított biztonságú atomerőművi fő hűtőközeg-szivattyú hidraulikus részegység, amely legalább egy, csatlakozó peremmel, szívócsonkkal és nyomócsonkkal ellátott szivattyúházat, egy aktív fenékrésszel rendelkező vezetőkereket foglal magában, és a vezetőkerék fölső része és a szivattyúház között egy primer hőgát van elhelyezve.

A találmány egy ismert, szokásos felépítésű atomerőművi fő hűtőközeg-szivattyú olyan módosítására vonatkozik, melynek eredményeképpen nő az üzembiztonság és a szivattyú élettartama. Az atomerőművekben, például a 440 MW teljesítményű (VVER440) nyomott vizes reaktoroknál, a fő hűtőközeg-szivattyú a primer kör része, és biztosítja a primer kör hűtőközegének keringését a primer csőhálózatban, és a primer hűtőközeg szükséges áramlási sebességet a reaktor aktív zónáján keresztül. Ez a nagyon fontos berendezés közvetlen hatással bír az atomerőmű biztonságos működtetésére. A primer körben keringő folyadék szivattyúzásához alkalmazott hűtőközeg-szivattyúk függőlegesen vannak elrendezve, alul hidraulikus részük házával és felül a motorral, és két alapvető rendszer részt tartalmaznak:

- egy hidraulikus részt egy szívócsonkkal és nyomócsonkkal ellátott szivattyúházzal, a szivattyúházban található egy vezetőkerék és egy járókerék, és a szivattyúház el van látva egy, a szivattyú főkarimánál elhelyezett csatlakozó peremmel;

- egy mechanikus részt egy, a hidraulikus rész járókerekét a motorral összekapcsoló szivattyú tengellyel, egy lezáró blokkal, amely biztosítja a tengely tömítését a szivattyún belül; és egy radiális-axiális csapággyal, mely a járókerék tengelyét rögzíti.

A szivattyú további szerkezeti részeket is tartalmaz, például elektromágneses tehermentesítő mechanizmust és blokkoló mechanizmust, amelyek megakadályozzák a szivattyúban a visszafolyást. Abból a célból azonban, hogy egyszerűsítsük a találmány elvének leírását, ezeknek a - találmány szempontjából lényegtelen - részeknek a leírásától eltekintünk.

A vezetőkerék elmozdíthatatlan és a járókerék körül helyezkedik el. A vezetőkerék arra szolgál, hogy nyomássá alakítsa a járókereket elhagyó folyadék sebességét. A vezetőkerék kimeneténél a keringtetett folyadék sebessége lecsökken, ugyanakkor az aktív fenékrész hatására áramlásának iránya is változik. A vezetőkerék pereme csavarok segítségével van rögzítve a csatlakozó perem alsó részéhez, amely az úgynevezett szivattyú főkarimán fekszik. A szivattyú főkarimája választja el a szivattyú hidraulikus részét a mechanikus résztől, és egyben biztosítja az eltávolítható hidraulikus rész lezárását és tömítését. A fő hűtőközeg-szivattyúk az atomerőművek primer körében, különösen a VVER típusú reaktorokban, nagy hőterhelésnek vannak kitéve, mivel a keringtetett folyadék hőmérséklete mintegy 270 ^oC. A fent említett okból az atomerőmű primer köreinek fő hűtőközeg-szivattyúi hőgáttal vannak ellátva, amely arra szolgál, hogy kiküszöbölje a nagy hőmérséklet-különbséget a járókerék és a szivattyú főkarima fölötti része között, ahol a szivattyú saját hűtőkörének folyadéka megközelítőleg csak 40 ^oC-os.

Az US 3,652,179 sz. közzétételi irat olyan megoldást mutat be, amely csupán primer hőgáttal rendelkezik, amelynek hatékonyságát külön hőcserélő (hűtő) útján növelték. A hőcserélő nem tekinthető szekunder hőgátnak, mivel csak az a szerepe, hogy aktívan hűtse a keringtetett vizet a csapágy körül, nem pedig az, hogy meggátolja a hő terjedését a csapágynál. A szivattyúba belépő nagy hőmérsékletű víztől tehát csak a primer hőgát védi a csapágyat. A hőgát és a hőcserélő egy egységet alkot, mivel a hőgát belső fala (47-es hivatkozási számmal jelölve) egyben a hőcserélő fala is, továbbá mind a hőgátat, mind a hőcserélőt hűti a keringtetett hideg víz. A hőgát falai hegesztéssel vannak rögzítve a szivattyú főkarimájához, azaz magasságuk nem változtatható.

Az atomerőművek primer körének fő hűtőközeg-szivattyúin végzett ellenőrzéseink során a vezetőkerék peremének belső részén lehetséges kezdődő hibákra utaló jeleket észleltünk. Az erőmű többéves működése után ilyen jelek a keringtető szivattyú hidraulikus részében a csatlakozó perem alsó részén, és ennek következtében a főkarimán is előfordulhatnak. Figyelembe véve, hogy ez a primer kört érinti, ahol az üzembiztonság fokozottan kiemelt, biztosítani kell a meghibásodott alkatrészek javítását és a további károsodásoktól való védelmét, ezáltal meghosszabbítva a fő hűtőközeg-szivattyúk élettartamát és növelve az atomerőmű működésének biztonságát. Jelenleg az ilyen hibák javítása csak a sérült alkatrész cseréjével oldható meg.

Az atomerőművi primer körök fő hűtőközeg-szivattyúinak roncsolásmentes vizsgálata során megállapítottuk, hogy mind a vezetőkerék peremének belső részén, mind a csatlakozó perem alsó részén észlelt jelek a vezetőkerék pereme és a csatlakozó perem alsó része közötti egyenetlen hőmérséklet eloszlás miatt alakultak ki, amely túlzott belső húzófeszültséget indukál ezeken a helyeken. A jelenleg létező fő hűtőközeg-szivattyúk rendelkeznek egy hőgáttal a vezetőkerék felett, a szivattyú fő elválasztási síkjának irányában. Ennek ellenére, ahogyan ezt megállapítottuk, ezen a helyen túlzott hőterhelés lép fel, azaz a létező hőgát nem nyújt elegendő védelmet a hőterhelés ellen a fő hűtőközeg-szivattyú hosszú távú élettartama szempontjából. A hőmérséklet-különbség a szivattyú fő elválasztási síkjában a vezetőkerék belső és külső része között, a vezetőkerék-pereménél mintegy 230°C. Az ilyen nagy hőmérsékleti gradiens csökkenti a fő hűtőközeg-szivattyú hidraulikus részének élettartamát, és az előzőekben leírt problémákat okozhatja.

A találmánnyal célunk a fenti hátrányok kiküszöbölése, azaz a fő hűtőközeg-szivattyú alkatrészeit károsító túlzott hőterhelés csökkentése, és ezzel a fő hűtőközeg-szivattyú élettartamának növelése. Felismertük, hogy ha legalább egy szekunder hőgátat helyezünk el a fő hűtőközeg-szivattyú hidraulikus részegységében a vezetőkerék és a csatlakozó perem alsó része közé, és ezzel a szekunder hőgáttal a fő hűtőközeg-szivattyú nagy hőterhelésű területét legalább kettő, előnyösen legalább három, fokozatosan csökkenő hőmérsékletű zónára osztjuk, és ezáltal csökkentjük a szomszédos zónák közötti hőmérséklet-különbséget, a túlzott hőterhelés csökkenthető, és így a szivattyú, és az atomerőmű üzembiztonsága növelhető. A szekunder hőgátat úgy alakítjuk ki, hogy alkalmazkodjon a vezetőkerék és a csatlakozó perem közötti különböző magasságokhoz.

Felismertük továbbá, hogy a már meghibásodott alkatrészek javításával és a szekunder hőgát utólagos beépítésével a fő hűtőközeg-szivattyú élettartama meghosszabbítható.

Találmányunk tehát javított biztonságú atomerőművi fő hűtőközeg-szivattyú hidraulikus részegység, amely legalább egy, csatlakozó peremmel, szívócsonkkal és nyomócsonkkal ellátott szivattyúházat, egy aktív fenékrésszel rendelkező vezetőkereket foglal magában, és a vezetőkerék és a szivattyúház között egy primer hőgát van elhelyezve. Találmányunkra jellemző, hogy legalább egy passzív szekunder hőgátat foglal magában, a szekunder hőgát legalább egy, a primer hőgáton elhelyezett körgyűrű-alakú fenéklemezt tartalmaz, a körgyűrűalakú fenéklemez belső kerülete közelében belső magasság-kiegyenlítő fal és külső kerülete közelében külső magasság-kiegyenlítő fal van rögzítve, a belső magasság-kiegyenlítő fal és a külső magasság-kiegyenlítő fal szivárgásbiztos kapcsolatban van a szivattyúházzal.

A találmány egy előnyös kiviteli alakjánál a szekunder hőgát körgyűrű-alakú felső lemezt tartalmaz, a külső magasság-kiegyenlítő fal és/vagy a belső magasság-kiegyenlítő fal két, egymás mellett, koncentrikusan elhelyezett fél-falból van összeállítva, amelyek magassága meghaladja a külső magasság-kiegyenlítő fal vagy a belső magasság-kiegyenlítő fal maximális magasságának a felét. Ennél a kiviteli alaknál az egyik fél-fal a fenéklemezhez, a másik fél-fal a felső lemezhez van rögzítve, és a fenéklemez és a felső lemez között a fenéklemezt és a felső lemezt egymástól távolító rugalmas elem van elhelyezve.

Előnyös a találmány olyan kialakítása is, ahol a szekunder hőgát külső magasság-kiegyenlítő fala és belső magasság-kiegyenlítő fala el van látva legalább egy rugalmas résszel.

A találmány egy további előnyös kialakítása szerint a szekunder hőgát körgyűrű-alakú felső lemezt tartalmaz, a külső magasság-kiegyenlítő fal és a belső magasság-kiegyenlítő fal a felső lemezhez van rögzítve, a külső magasság-kiegyenlítő fal és a belső magasság-kiegyenlítő fal magasságot kiegyenlítő és a fenéklemezt és a felső lemezt egymástól távolító legalább egy redővel van ellátva. Ebben az esetben előnyös, ha a szekunder hőgát belső magasságkiegyenlítő falának redője a külső magasság-kiegyenlítő fal redőjével legalább megközelítőleg megegyező irányban és magasságban van elrendezve. Ebben az esetben a szekunder hőgát felső lemeze két koncentrikus, tömítőelem befogadására kialakított gyűrű alakú horonnyal is el lehet látva.

A találmány egy másik előnyös kialakítás szerint a szekunder hőgát külső magasság-kiegyenlítő fala és/vagy belső magasság-kiegyenlítő fala legalább egy, a nyomás kiegyenlítésére szolgáló nyílással van ellátva.

A magasság-kiegyenlítő falakkal elválasztott újonnan kialakított területek elárasztásának lehetővé tétele érdekében a másodlagos hőgátat olyan, előnyösen alsó és felső részükön nyílásokkal ellátott magasság-kiegyenlítő falakkal látják el, amelyek a létrehozott területek folyadékkal történő elárasztására és a nyomás kiegyenlítésre szolgálnak, de nincs jelentős hatásuk a közeg áramlására.

Találmányunk tárgyát képezi még az előzőekben ismertetett hidraulikus részegység alkalmazása atomerőművi fő hűtőközeg szivattyú javítására is. Ennek során olyan lépéseket hajtunk végre, amelyek a vezetőkerék peremén és az azzal szomszédos csatlakozó perem területén alakváltozáshoz vezetnek az anyagfelület csúcsfeszültségeinek csökkentése érdekében, valamint a vezetőkerék pontosabban a primer hőgát és a szivattyú főkarimájának csatlakozó pereme közötti belső területet sugár irányban, a találmány szerinti hőgát falak koncentrikus elrendezésével, legalább három egymástól elkülönített hőmérsékleti zónára osztjuk, hogy egyenletesebb hőeloszlást érjünk el a vezetőkerék feletti terület külső fala és a középpontja között, amin a szivattyú tengelye keresztül van vezetve.

A fentiek alapján tehát találmányunk tárgya továbbá a találmány szerinti hidraulikus részegység alkalmazása atomerőművi fő hűtőközeg szivattyú javítására, melynek során alakváltoztatásokat hajtunk végre. Az alakváltoztatások során a feszültséggyűjtő helyeken a feszültséggyűjtő hatást anyageltávolítás révén csökkentjük. Találmányunkra jellemző, hogy az alakváltoztatásokat legalább a vezetőkerék peremén és az azzal szomszédos csatlakozó perem területén lekerekítéseket kialakító anyageltávolítással végezzük, és a primer hőgát és a szivattyú főkarimájának csatlakozó pereme közötti belső területet sugár irányban, a szekunder hőgát falak koncentrikus elrendezésével, legalább három egymástól elkülönített hőmérsékleti zónára osztjuk. A csatlakozó peremen a repedések keletkezési helyén az alakváltoztatásokat előnyösen a hőterhelt él anyagának eltávolításával és legalább 5 mm-es, előnyösebben 10-50 mm-es, és még előnyösebben 15-25 mm-es sugarú lekerekítés létrehozásával hajtjuk végre. A belső terület szétválasztását előnyösen úgy hajtjuk végre, hogy a találmány szerinti szekunder hőgátat behelyezzük a vezetőkerék felső oldala, pontosabban a vezetőkeréken elhelyezett primer hőgát és a csatlakozó perem belső felülete közé, ami a szivattyú fő osztósíkjában, e gát felé irányulóan, a vezetőkerék fölött van elhelyezve. Ezáltal ezt a területet legalább három, különböző hőmérsékletű, termikusan elkülönített zónára osztjuk, így a hő egyenletesebb eloszlását érjük el, miáltal a hőterhelés, mind a vezetőkerék pereménél, mind a szivattyú fő elválasztó síkjában lévő csatlakozó peremnél csökken.

A szekunder hőgát és a vezetőkerék előnyösen azokkal a csavarokkal van egymáshoz rögzítve, amelyekkel a primer hőgát a vezetőkerékhez, így nincs szükség módosításra.

A peremek közé szükség esetén kettőnél több hőgát is elhelyezhető.

A találmányt a továbbiakban kiviteli példák kapcsán, rajzok alapján mutatjuk be részletesen.

A mellékelt rajzokon az

1. ábra az első kiviteli példa szerinti hidraulikus részegység áttekintő metszetrajza a részegységhez tartozó legfontosabb szerkezeti elemekkel;

2/a ábra az első kiviteli példa szerinti részegység metszetrajza, a szivattyú főkarimájának csatlakozó pereme és a vezetőkerék felső felületéhez rögzített primer hőgát közé elhelyezett szekunder hőgáttal; a

2/b ábra a 2/a ábra szerinti szekunder hőgát metszetrajza; a

2/c ábra a 2/b ábra „A” részletének metszetrajza; a

3/a ábra a második kiviteli példa szerinti részegység metszetrajza a szivattyú főkarimájának csatlakozó pereme és a vezetőkerék felső felületéhez rögzített primer hőgát közé elhelyezett szekunder hőgáttal;

a 3/b ábra a 3/a ábra szerinti szekunder hőgát metszetrajza; a

3/c ábra a 3/b ábra „A” részletének nagyított metszetrajza; a

4/a ábra a harmadik kiviteli példa szerinti részegység metszetrajza a szivattyú főkarimájának csatlakozó pereme és a vezetőkerék felső felületéhez rögzített primer hőgát közé elhelyezett szekunder hőgáttal; a

4/b ábra a 4/a ábra szerinti szekunder hőgát metszetrajza; a

4/c ábra a 4/b ábra „A” részletének nagyított metszetrajza; az

5/a ábra a negyedik előnyös kiviteli példa szerinti részegység metszetrajza a szivattyú főkarimájának csatlakozó pereme és a vezetőkerék felső felületéhez rögzített primer hőgát közé elhelyezett szekunder hőgáttal; az

5/b ábra az 5/a ábra szerinti szekunder hőgát metszetrajza; az

5/c ábra az 5/b ábra „B” részletének metszetrajza;

a 6/a ábra az ötödik előnyös kiviteli példa szerinti szekunder hőgát metszetrajza; a

6/b ábra a 6/a ábra részletének metszetrajza; a

6/c ábra a 6/a ábra szerinti szekunder hőgát átfogó képe felülnézetből; a

7/a ábra a fő hűtőközeg-szivattyú fő elválasztási síkjában lévő módosított csatlakozó perem metszetrajza; a

7/b ábra a módosított csatlakozó perem metszetrajza; míg a

7/c ábra a 7/b ábra „I” részlete kinagyítva.

Az 1. ábrán a találmány szerinti fő hűtőközeg szivattyúnak a találmány szempontjából lényeges részeit tüntettük fel. Látható, hogy a szivattyú függőlegesen van elhelyezve, alul a hidraulikus részével és felül a mechanikus résszel. A hidraulikus rész tartalmaz egy 6 csatlakozó peremmel, 7 szívócsonkkal és 8 nyomócsonkkal ellátott 12 szivattyúházat, a 12 szivattyúházban egy 13 járókereket és egy, a 13 járókereket körülvevő, elmozdíthatatlanul rögzített, 14 aktív fenékrésszel ellátott 4 vezetőkereket. A 4 vezetőkerék és a 6 csatlakozó perem között egy 5 primer hőgát van elhelyezve. A keringtetett víz a 7 szívócsonkon keresztül lép a szivattyúba, és a 8 nyomócsonkon keresztül távozik. A 4 vezetőkerék a 14 aktív fenékrészével egyrészt arra szolgál, hogy nyomássá alakítsa a 4 vezetőkereket elhagyó folyadék sebességét, másrészt megváltoztassa annak áramlási irányát. A 12 szivattyúház a felső részén el van látva egy, a szivattyú úgynevezett főkarimájához csatlakoztatott 6 csatlakozó peremmel. A mechanikus rész tartalmaz egy, a hidraulikus rész 13 járókerekét egy motorral összekapcsoló 15 szivattyú tengelyt, egy, az ábrán nem jelölt lezáró blokkot, amely biztosítja a 15 szivattyú tengely tömítését a szivattyún belül; valamint egy, az ábrán szintén nem jelölt, radiális-axiális csapágyat, mely a 15 szivattyú tengelyt rögzíti. Találmányunk értelmében az 5 primer hőgát és a 6 csatlakozó perem között legalább egy passzív 10 szekunder hőgát van elhelyezve. Passzív hőgát alatt értendő, hogy a hőgát elsődleges funkciója a hőhatárolás, azaz nem konvekciós közeg útján történő hőelvonással, hanem a hővezetés redukálásával történik a káros hő elleni védelem.

A 2/a - 2/c ábrák a találmány szerinti részegység első kiviteli alakjának metszetrajzai. A 10 szekunder hőgát 2/b ábrán jelölt „A” részletének metszetét részletesebben a 2/c ábrán mutatjuk be. A 2/a ábrából megismerhető a 10 szekunder hőgát elhelyezkedése a részegységen belül. A 10 szekunder hőgát a 4 vezetőkerék felső része, pontosabban az 5 primer hőgát fölötti rész, és a fő hűtőközeg-szivattyú fő elválasztási síkjában levő 6 csatlakozó perem közé van behelyezve.

Ahogyan a 2/b ábrán látható, a 10 szekunder hőgát ebben a kiviteli alakban egy 1 fenéklemezt és egy 11 felső lemezt foglal magában, amelyek között egy 2 külső magasság-kiegyenlítő fal és egy 3 belső magasság-kiegyenlítő fal elemei vannak elrendezve. Az 1 fenéklemez és a 11 felső lemez ennél a kiviteli alaknál körgyűrű-alakú lemezek. A 2/a-2/c ábrák szerinti kiviteli alaknál az 1 fenéklemez hozzá van nyomva az 5 primer hőgát felső oldalához, míg a 11 felső lemez a szivattyú főkarima 6 csatlakozó peremének alsó oldalához van nyomva. A 10 szekunder hőgát középpontjában egy nyílás van kialakítva a szivattyú 15 tengelye számára, amely ezen a nyíláson halad keresztül a szivattyú hidraulikus részéből a mechanikus részbe. Ennél a kiviteli alaknál a 2 külső magasság-kiegyenlítő fal és a 3 belső magasság-kiegyenlítő fal több részből áll, és ellátják egy rugalmas elem funkcióját, amely biztosítja a 10 szekunder hőgát szivárgásmentes illesztését annak rögzítésénél. Más szavakkal, megakadályozza a folyadék szabályozatlan áramlását a 10 szekunder hőgát külső része, ahol a folyadék hőmérséklete közel van vagy egyenlő a szivattyúzott folyadék hőmérsékletével, azaz körülbelül 270 ° C, és annak belső része között, ahol a folyadék hőmérséklete megfelel a tömítések elárasztásához használt folyadék hőmérsékletének, azaz körülbelül 40 ° C. Ennél a kiviteli alaknál mind a 2 külső, mind a 3 belső magasság-kiegyenlítő fal lényegében két részből áll, melyek ebben az esetben azonos hosszúságúak. Ez biztosítja annak a lehetőségét, hogy a 10 szekunder hőgát magassága a 4 vezetőkerék felső része, pontosabban az 5 primer hőgát, és a szivattyú fő elválasztó síkjában lévő 6 csatlakozó perem közötti tényleges szerkezeti magassághoz igazodjon. A 2 külső és a 3 belső magasság-kiegyenlítő falak alsó részeit egy 101 külső alsó fal és egy 102 belső alsó fal képezi, amelyek meghatározott távolságban vannak elrendezve egymástól, és amelyek közé egy 103 külső felső fal és egy 104 belső felső fal van csúsztatva (közvetlenül melléjük illesztve). Ennél a kiviteli példánál a 103 külső felső fal és a 104 belső felső fal gyűrű alakú üreges tömbként van kialakítva, mivel össze vannak kapcsolva egy 106 összekötő fallal. A teljes területnek a 2 külső és a 3 belső magasság-kiegyenlítő falakkal történt felosztásával kialakított egyes szakaszok nyomásának kiegyenlítése érdekében ennél a kiviteli alaknál mind a 103 külső felső fal, mind a 104 belső felső fal 105 nyílásokkal van ellátva. Továbbá a 106 összekötő fal és az 1 fenéklemez között egy rugalmas 107 elem van elrendezve, amely biztosítja, hogy a 10 szekunder hőgát 1 fenéklemeze az 5 primer hőgát felületéhez és a 11 felső lemeze a 6 csatlakozó perem felületéhez legyen nyomva, még különböző szerkezeti magasságok esetén is.

A 3/a - 3/c ábrák metszetben ábrázolják a találmány szerinti részegység másik kiviteli alakját. Ez a kiviteli alak hasonlít a 2. ábrán bemutatott kiviteli alakhoz, de egyes részei eltérő módon vannak kialakítva. A 3/b ábrán a 10 szekunder hőgát egy metszete látható. A 3/a. ábra a 10 szekunder hőgát elhelyezkedését mutatja a részegységen belül. A 10 szekunder hőgát a 4 vezetőkerék felső része, pontosabban az 5 primer hőgát fölötti rész, és a fő hűtőközeg-szivattyú fő elválasztási síkjában levő 6 csatlakozó perem közé van behelyezve. Ennél a kiviteli alaknál a 2 külső magasság-kiegyenlítő fal és a 3 belső magasság-kiegyenlítő fal több, rugalmas elemként működő részből áll, amely biztosítja a 10 szekunder hőgát befeszítését behelyezési helyén, így megakadályozva a folyadék ellenőrzés nélküli áramlását a 10 szekunder hőgát külső és belső oldala között, hasonlóképpen, mint a 2/a-2/c. ábrákon bemutatott kiviteli alaknál. A 3/b. ábrából, de még inkább a 3/c. ábrán bemutatott részletből nyilvánvaló, hogy mind a 2 külső, mind a 3 belső magasság-kiegyenlítő fal két részből áll, amelyek lényegében azonos magassággal bírnak ennél a kiviteli alaknál. Ezáltal ennél a kiviteli alaknál is biztosított a szekunder hőgát magasságbeli rugalmassága a 4 vezetőkerék felső felülete, pontosabban az 5 primer hőgát és a szivattyú főkarima 6 csatlakozó pereme közötti tényleges szerkezeti magasságnak megfelelően. Ennél a kiviteli alaknál a 2 külső, 3 belső magasság-kiegyenlítő falak alsó része az egymástól térközzel elhelyezett 101 külső alsó falból és a 102 belső alsó falból áll, amelyekre kívülről egy 103 külső felső fal és egy 104 belső felső fal van rácsúsztatva (közvetlenül melléjük illesztve). A 2 külső magasság-kiegyenlítő fal és a 3 belső magasságkiegyenlítő fal közötti területen belül van egy 107 rugalmas elem, mely 107 rugalmas elemet több, a kerület mentén elrendezett és rögzített tekercsrugó alkotja. A 107 rugalmas elem kialakítható egyetlen, a 2 külső és 3 belső magasság-kiegyenlítő falakkal koncentrikusan elrendezett megfelelő átmérőjű tekercsrugóval, vagy más megfelelő rugalmas elem segítségével is. Ennél a kiviteli alaknál mind a 101 külső, mind a 102 belső alsó falak és a 103 külső, valamint a 104 belső felső falak a nyomáskompenzáció biztosítása érdekében előnyösen 105 nyílásokkal vannak ellátva. Hangsúlyoznunk kell, hogy a nyomáskiegyenlítő elemek a 105 nyílásoktól eltérő módon is megvalósíthatók, például a 103 külső, valamint a 104 belső felső falak és a 101 külső, valamint a 102 belső alsó falak között meghatározott hézagokkal, az 1 fenéklemezen és/vagy a 11 felső lemezen lévő ráncok révén és így tovább. A 105 nyílások tehát csak előnyös megoldást jelentenek, de nem az egyetlen lehetséges megoldást a nyomáskompenzáció biztosítására. Sőt, még a nyomáskompenzáció is csak előnyös megoldás. Bizonyos megvalósítási módokban teljesen kihagyható, pl. a nyomáskiegyenlítést lehetővé tevő, megfelelően kialakított magasság-kiegyenlítő falak használata esetén.

A 4/a - 4/c ábrák metszetben ábrázolják a találmány szerinti részegység 10 szekunder hőgátjának egy másik lehetséges kiviteli alakját, amelynél csak az 1 fenéklemezt alkalmazzuk, és mind a 2 külső magasság-kiegyenlítő fal, mind a 3 belső magasság-kiegyenlítő fal úgy van kialakítva, hogy mind a rugalmas, mind pedig a lezáró funkciót betölti. Ennél a kiviteli alaknál mind a 2 külső magasság-kiegyenlítő falat, mind a 3 belső magasság-kiegyenlítő falat az 1 fenéklemezre lényegében merőleges 201, 202 függőleges falak alkotják, amelyekhez 203, 204 ferde falak vannak szögben rögzítve. Ezáltal egy rugalmas csatlakozás jön létre, amely lehetővé teszi a különböző szerkezeti magasságok kiegyenlítését, és a 203, 204 ferde falak megnyomásakor egy erő indukálódik, ami által ezek a falak a szivattyú főkarimájának 6 csatlakozó peremének alsó részéhez támaszkodnak. A 203, 204 ferde falak szabad végeihez előnyösen 205 lezáró elemek kapcsolódnak, mely 205 lezáró elemek biztosítják a 2 külső magasság-kiegyenlítő fal, valamint a 3 belső magasság-kiegyenlítő fal és a 6 csatlakozó perem közötti csatlakozás szivárgásmentességét azáltal, hogy a 205 lezáró elemek hozzányomódnak a 6 csatlakozó perem alsó részéhez.

Az 5/a - 5/c ábrák metszetben ábrázolják a találmány szerinti részegység egy további előnyös kiviteli alakját. Az 5b ábrából nyilvánvaló, hogy a 10 szekunder hőgát ennél a kiviteli alaknál 1 fenéklemezből, 11 felső lemezből, 2 külső magasság-kiegyenlítő falból és 3 belső magasságkiegyenlítő falból áll. Ennél a különösen előnyös kiviteli alaknál a 2 külső magasságkiegyenlítő fal és a 3 belső magasság-kiegyenlítő fal el van látva egy-egy, a teljes kerületük mentén körbefutó 9 redővel, amely lehetővé teszi az 5 primer hőgát teteje és a 6 csatlakozó perem alja közötti különböző távolságok kiegyenlítését különböző kivitelű fő hűtőközegszivattyúk esetén. A szivattyúk a gyártási tűrések stb. következtében eltérő szerkezeti magasságúak lehetnek, míg a 9 redő bizonyos rugalmasságot tesz lehetővé. Tekintettel arra, hogy a rugalmasság szintje ebben az esetben kisebb, mint az előző kiviteli alakoknál, ezt meg lehet oldani előre meghatározott és beosztályozott 10 szekunder hőgát magasságok segítségével. Az 5/a. ábra szerinti kiviteli alaknál a 10 szekunder hőgát a 6 csatlakozó perem és az 5 primer hőgát közé van elrendezve, alapvetően az előző kiviteli példáknál leírtakkal megegyezően. Az 5/c ábra az 5/b ábra egy részletét (B) mutatja be. Nyilvánvaló, hogy mind a 2 külső magasság-kiegyenlítő fal, mind a 3 belső magasság-kiegyenlítő fal ennél a kiviteli alaknál is az 1 fenéklemez és a 11 felső lemez közé van behelyezve, melyekhez például hegesztéssel lehetnek rögzítve. A nyomáskiegyenlítés megoldására a 2 külső és a 3 belső magasság-kiegyenlítő falak alsó és felső részükön is el vannak látva 105 nyílásokkal. A 11 felső lemez el lehet látva 110 hornyokkal, amelyekbe a szivattyú főkarima 6 csatlakozó peremének alsó részéhez illeszkedő tömítőelem csatlakoztatható.

A 6/a- 6/c ábrák további, a jelen találmány szerinti előnyös kiviteli alakot mutatnak be, amelyek hasonlók az 5/a és 5/b ábrákon bemutatott kiviteli alakokhoz, de néhány jellemzőben eltérnek azoktól. A 11 felső lemeznek gyürü-szerü alakja van, amely gyűrű szélessége elvileg megfelel a 2 külső és a 3 belső magasság-kiegyenlítő falak közötti távolságnak, és a 2 külső magasságkiegyenlítő fal a 11 felső lemezhez van rögzítve annak külső kerülete mentén, míg a 3 belső magasság-kiegyenlítő fal a 11 felső lemezhez annak belső kerülete mentén van rögzítve. A 6/c ábra a találmány szerinti részegység 10 szekunder hőgátjának átfogó képét mutatja felülnézetből. Amint a 6/c ábrán látható, a 11 felső lemez felületén két kerek koncentrikus 110 horony fut körbe, amelyekbe a szivattyúház főkarima 6 csatlakozó peremének alsó felületéhez csatlakozó tömítőelem illeszthető, ezzel biztosítható a folyadék nem kívánatos szivárgásának megakadályozása a két rész között.

A fő hűtőközeg-szivattyú módosításakor alakváltoztatásokat végzünk a fő hűtőközeg-szivattyú főkarima 6 csatlakozó peremének azokon a helyein, melyeknél a hibák előfordulhatnak. Ezek elsősorban a 4 vezetőkerék peremével szomszédos területek. Az alakváltoztatásokat előnyösen megfelelő sugarú - például jelen esetben 15 mm-es - lekerekítéssel végzett anyageltávolítással hajtjuk végre. Hasonló módosításokat lehet előnyösen végezni a 4 vezetőkerék pereménél lévő átmeneti élek lekerekítésével, lásd például a 7/a. és 7/b. ábrákat.

A fő hűtőközeg-szivattyú javításakor, amikor már megjelentek a kezdeti repedések a 6 csatlakozó perem és/vagy a 4 vezetőkerék, vagy pontosabban annak pereme területén, először az anyag eltávolításával ezeket a repedéseket távolítjuk el a repedés mélységéig. Ezt követően vagy ezzel egyidejűleg átmeneteket alakítunk ki az éleken legalább 5 mm minimális görbületi sugárral, előnyösen 10-50 mm görbületi sugárral, és még előnyösebben 15-25 mm görbületi sugárral.

A 2 külső és 3 belső magasság-kiegyenlítő falakkal elválasztott, újonnan kialakított területek elárasztásának lehetővé tétele érdekében ezek a falak előnyösen 105 nyílásokkal vannak ellátva melyeket például fúrással alakítunk ki. A létrehozott területek összekapcsolása csupán folyadékkal történő elárasztásukra és a nyomás kiegyenlítésre szolgál, de nincs jelentős hatása a közeg áramlására, ami számításokkal bizonyítható. A 11 felső lemez 110 hornyaiba beillesztendő tömítőelemeket csillapító elemként alakítjuk ki, megakadályozva az úgynevezett rezgéskorrózió bekövetkezését a 9 redős hőgát és a fő hűtőközeg-szivattyú főkarimájának 6 csatlakozó pereme alsó részének tartó felülete között. A tömítőelemek különösen előnyösen elasztomerből készülnek.

Nem feltétlenül szükséges, hogy a 2 külső és a 3 belső magasság-kiegyenlítő falak el legyenek látva 105 nyílásokkal, mivel a terület a 2 külső és a 3 belső magasság-kiegyenlítő falak között el lehet árasztva az összeszerelés során is. Megfelelő anyagkiválasztás vagy más, rendelkezésre álló technikai megoldások segítségével biztosítható, hogy a 10 szekunder hőgát ne károsodjon hő hatására a fő hűtőközeg-szivattyú működése során.

Amikor a 10 szekunder hőgátat beszereljük az 5 primer hőgát feletti területre és fölülről rögzítjük a 4 vezetőkerékhez, előnyösen azokat a csavarokat használjuk, amelyekkel az 5 primer hőgát van a 4 vezetőkerékhez rögzítve, további módosítások nélkül. A 10 szekunder hőgát rögzítésére más megoldások is elképzelhetők, például újonnan létrehozott furatok és speciálisan kialakított rögzítő szerelvények segítségével. A 10 szekunder hőgát beszerelésére a beépítési terület adottságainak figyelembevételével javasolhatók megoldások. A 10 szekunder hőgát tényleges megvalósítása változó lehet.

A 10 szekunder hőgát magasságát a beépítési terület mérete adja meg miután az előnyösen 5 primer hőgáttal ellátott 4 vezetőkereket a főkarima 6 csatlakozó peremére felszereltük úgy, hogy a 2 külső és a 3 belső magasság-kiegyenlítő falakat körülbelül 1mm-nyit lefelé nyomtuk. A 10 szekunder hőgát előzőekben leírt kiviteli alakjai közül néhány lehetővé teszi a maximális megengedhető összenyomás növelését mintegy 3-4 mm-rel. Ennél fogva, ha olyan helyre kell beszerelni a 10 szekunder hőgátat, ahol nagyobb eltérés várható a szerkezeti magasságokban, akkor előnyös lehet a 10 szekunder hőgátat több magasság fokozatban elkészíteni abból a célból, hogy lefedjék a beépítési területek magassági eltéréseinek teljes lehetséges tartományát, vagy az is lehetséges, hogy egy megfelelő vastagságú távtartó lemezt alkalmazunk az eredeti 5 primer hőgát és az új 10 szekunder hőgát között.

A találmány szerinti 10 szekunder hőgáttal ellátott 4 vezetőkerék megakadályozza a körülbelül 40 ° C hőmérsékletű tömítő víz közvetlen bejutását a 4 vezetőkerék felső felülete és a fő hűtőközeg-szivattyú 6 csatlakozó pereme közötti belső területre. Ezenkívül azokon a helyeken, ahol az anyagot eltávolítjuk (azaz a repedések megindulásának helyén) átmeneteket hozunk létre, és ezek megakadályozzák a helyi feszültségek kialakulását, amelyek ismételten károsíthatják a fő hűtőközeg-szivattyú 6 csatlakozó peremét. A tömítő víz ebbe a területbe történő közvetlen bejutásának megakadályozása a hőmérsékleti gradiens csökkenéséhez és ezáltal az anyag terhelésének jelentős csökkenéséhez vezet az adott területen.

A 10 szekunder hőgát alkalmazása a feszültség jelentős, mintegy 30% -os, a tangenciális feszültség körülbelül 27% -os csökkenéséhez vezet. Az elvégzett elemzések a 10 szekunder hőgát jelentős pozitív hatását bizonyították a feszültségre a lehetséges indikációk előfordulásának területén. Telepítése a feszültség jelentős, körülbelül 30% -kal (kb. 100MPa) történő csökkenését eredményezi az adott területen, és a kifáradás okozta károsodás nagyságrenddel csökken.

A találmány előnye tehát, hogy megvédi a fő hűtőközeg-szivattyú vezetőkerekét és csatlakozó peremét a hőmérséklet egyenetlen eloszlásából eredő hő terhelés okozta lehetséges hibák előfordulásától egy másodlagos hőgát beépítésével, és a fő hűtőközeg-szivattyú vezetőkerekének és csatlakozó peremének módosításával előre, vagy a berendezés javításakor a meghibásodás kezdeti szakaszában.

A találmány további előnye, hogy lehetséges a vezetőkerekek meglévő mennyiségének fenntartása a hibák eltávolítása után, azaz csökkenthető a tárolt pótalkatrészek mennyisége, csökken a vezetőkerekek kifáradás okozta károsodása, csökken a fő hűtőközeg-szivattyú csatlakozó peremének és ezzel főkarimájának kifáradás okozta károsodása, továbbá nagyságrendekkel csökkenti a költségeket a vezetőkerék cseréjének költségeihez viszonyítva, ugyanakkor a találmány szerinti szerkezet alkalmazása a hiba okát szünteti meg, egy meghibásodott alkatrész cseréje helyett.

Claims (10)

1. Javított biztonságú atomerőművi fő hűtőközeg-szivattyú hidraulikus részegység, amely legalább egy, csatlakozó peremmel (6), szívócsonkkal (7) és nyomócsonkkal (8) rendelkező szivattyúházat (12), és aktív fenékrésszel (14) rendelkező vezetőkereket (4) foglal magában és a vezetőkerék (4) és a szivattyúház (12) között egy primer hőgát (5) van elhelyezve, azzal jellemezve, hogy legalább egy passzív szekunder hőgátat (10) foglal magában, a szekunder hőgát (10) legalább egy, a primer hőgáton (5) elhelyezett körgyűrű-alakú fenéklemezt (1) tartalmaz, a körgyűrű-alakú fenéklemez (1) belső kerülete közelében belső magasságkiegyenlítő fal (3) és külső kerülete közelében külső magasság-kiegyenlítő fal (2) van rögzítve, a belső magasság-kiegyenlítő fal (3) és a külső magasság-kiegyenlítő fal (2) szivárgásbiztos kapcsolatban van a szivattyúházzal (12).

2. Az 1. igénypont szerinti részegység, azzal jellemezve, hogy a szekunder hőgát (10) körgyűrű-alakú felső lemezt (11) tartalmaz; a külső magasság-kiegyenlítő fal (2) és a belső magasság-kiegyenlítő fal (3) két, egymás mellett, koncentrikusan elhelyezett fél-falból van összeállítva, amelyek magassága meghaladja a külső magasság-kiegyenlítő fal (2) illetve a belső magasság-kiegyenlítő fal (3) maximális magasságának a felét, ahol az egyik fél-fal a fenéklemezhez (1), a másik fél-fal a felső lemezhez (11) van rögzítve, a fenéklemez (1) és a felső lemez (11) között a fenéklemezt (1) és a felső lemezt (11) egymástól távolító rugalmas elem (107) van elhelyezve.

3. Az 1. igénypont szerinti részegység, azzal jellemezve, hogy a szekunder hőgát (10) külső magasság-kiegyenlítő fala (2) és belső magasság-kiegyenlítő fala (3) el van látva legalább egy rugalmas résszel.

4. A 3. igénypont szerinti részegység, azzal jellemezve, hogy a szekunder hőgát (10) körgyűrű-alakú felső lemezt (11) tartalmaz, a külső magasság-kiegyenlítő fal (2) és a belső magasság-kiegyenlítő fal (3) a felső lemezhez (11) van rögzítve, a külső magasság-kiegyenlítő fal (2) és a belső magasság-kiegyenlítő fal (3) magasságot kiegyenlítő és a fenéklemezt (1) és a felső lemezt (11) egymástól távolító rugalmas részként legalább egy redővel (9) van ellátva.

5. A 4. igénypont szerinti részegység, azzal jellemezve, hogy a szekunder hőgát (10) belső magasság-kiegyenlítő falának (3) redője (9) a külső magasság-kiegyenlítő fal (2) redőjével (9) legalább megközelítőleg megegyező irányban és magasságban van elrendezve.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti részegység, azzal jellemezve, hogy a szekunder hőgát (10) külső magasság-kiegyenlítő fala (2) és/vagy belső magasság-kiegyenlítő fala (3) legalább egy, a nyomás kiegyenlítésére szolgáló nyílással (105) van ellátva.

7. A 2-6. igénypontok bármelyike szerinti részegység, azzal jellemezve, hogy a szekunder hőgát (10) felső lemeze (11) két koncentrikus, tömítőelem befogadására kialakított gyűrű alakú horonnyal (110) van ellátva.

8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti hidraulikus részegység alkalmazása atomerőművi fő hűtőközeg szivattyú módosítására és/vagy javítására, melynek során alakváltoztatásokat hajtunk végre, az alakváltoztatások során a feszültséggyűjtő helyeken a feszültséggyűjtő hatást anyageltávolítás révén csökkentjük azzal jellemezve, hogy, az alakváltoztatásokat legalább a vezetőkerék (4) peremén és az azzal szomszédos csatlakozó perem (6) területén lekerekítéseket kialakító anyageltávolítással végezzük, és a primer hőgát (5) és a szivattyú főkarimájának csatlakozó pereme (6) közötti belső területet sugár irányban, a szekunder hőgát (10) falak koncentrikus elrendezésével legalább három egymástól elkülönített hőmérsékleti zónára osztjuk.

9. A 8. igénypont szerinti alkalmazás, azzal jellemezve, hogy az anyageltávolítások során a feszültséggyűjtő éleken történő lekerekítéseket, legalább 5 mm-es görbületi sugár, előnyösen 10 mm és 50 mm közötti görbületi sugár, legcélszerűbben egy 15 mm és 25 mm közötti görbületi sugár kialakításával végezzük.

10. A 8. vagy 9. igénypont szerinti alkalmazás azzal jellemezve, hogy a fő hűtőközegszivattyú javításakor először a szivattyú fősíkjában levő csatlakozó peremen (6) és a vezetőkerék (4) peremén a repedéssel érintett területeken az anyagot a repedés mélységéig eltávolítjuk, és ezzel egyidejűleg vagy ezt követően alakítjuk ki a lekerekítéseket.