Л-П_НиК_Работа насоса на сеть (1)

В курсе изложены основные принципы проектирования насосного оборудования различного типа с учетом специфики работы их на АЭС. Рассмотрены особенности работы насосов в конкретных тепловых схемах АЭС с ВВЭР-1000. Приведены технические данные по насосам различных систем. Особое внимание уделено роли насосного оборудования в осуществлении технологического процесса. Приведены сведения о конструкции собственно насоса и его отдельных узлов. Рассмотрены вопросы эксплуатации насосов на АЭС.
Для студентов вузов инженерно-физических и энергетических специальностей

ГЛАВА 1. ЕДИНИЦЫ, СВОЙСТВА ЖИДКОСТИ, ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ГИДРАВЛИКИ

1. Плотность:
2. Сжимаемость:
3. Объемный модуль упругости:
4. Температурное расширение:
5. Удельный вес:
6. Вязкость жидкости:
касательное напряжение;
µ - коэффициент динамической или абсолютной вязкости
кинематический коэффициент вязкости:
Вязкость капельных жидкостей при увеличении температуры уменьшается, а вязкость газов возрастает
!
Основные свойства жидкостей

Основные свойства жидкостей
продолжение
7. Высота подъема смачивающей (опускание несмачивающей) жидкостью:
где коэффициент k имеет следующее значение: для воды + 30 мм2,
для ртути – 10,1 мм2.
8. Теплоемкость:
9. Испарение и конденсация.
Переход жидкости в газообразное состояние, происходящее с ее поверхности, называется испарением. Обратный переход называется конденсацией.
Испарение, происходящее не только на поверхности, но и внутри жидкости, называется кипением.
Кипение происходит всегда при постоянной (для данного внешнего давления) температуре, которая называется температурой кипения.
Полной характеристикой испаряемости является давление (упругость) насыщенных паров

10. Растворимость газов в жидкостях:
Основные свойства жидкостей
продолжение
- коэффициент растворимости.
для воды – 0,016, для керосина – 0,127, для масла – 0,08
При атмосферном давлении в 1 м3 воды находится 0,016 м3 воздуха
!
11. Давление
действующих на элемент
поверхности
Расположим внутри объема этой жидкости произвольным образом плоскость АВ.
Плоскость разделит массу жидкости на две массы I и II.
Если отбросить массу II, то необходимо в каждой точке поверхности АВ ввести силы, уравновешивающие воздействие массы II .
Считаем, что поверхность состоит из маленьких площадок размером
На элементарную площадку действует произвольно направленная сила
- нормальная составляющая;
- касательная составляющая.
если жидкость покоится.
Тогда давление определяется выражением:

Основные уравнения статики и кинематики
К определению давления
Давление, отсчитываемое от нулевого значения, называют абсолютным давлением.
и
Давление, отсчитываемое и больше атмосферного давления
Если абсолютное давление меньше атмосферного, то разность между ними называется вакуумом:
Давление в произвольной точке А, расположенной на глубине h равно:
Для открытого сосуда:

Основные уравнения статики и кинематики
продолжение
Уравнение постоянства расхода
Поперечное сечение трубопровода
Расходом называется количество жидкости, протекающее через сечение потока в единицу времени.
Уравнение Бернулли для вязкой жидкости для двух произвольно выбранных сечений трубопроводов:
Графическая интерпритация закона Бернулли
Это уравнение баланса энергии с учетом потерь.

Режимы движения жидкости
Структура потока жидкости не одинакова.
Существование различных течений связано с проявлением взаимодействия между силами инерции и вязкости.
lamina – слой
Ламинарное течение:
Турбулентное течение:
Вязкие силы
Силы инерции
Перемешивание слоев
turbulentus – вихревой
Критическая скорость:

Потери напора, коэффициент гидравлического трения
Потери напора возникают в связи с существованием вязкости жидкости, наличие которой вызывает появление работы сил трения.
Гидравлические потери подразделяются на потери напора по длине потока и потери напора в местных сопротивлениях.
Формула Дарси – Вейсбаха:
потери напора по длине потока
потери напора в местных сопротивлениях
Ламинарный режим
Турбулентный режим
определяется экспериментально

ГЛАВА 2. НАСОС: ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

Классификация насосов
Насос – это машина, в которой происходит преобразование механической энергии привода в гидравлическую энергию перемещаемой жидкости.
В соответствии с ГОСТ 17398-72 вводятся следующие определения:
насосный агрегат – агрегат, состоящий из насоса или нескольких насосов и приводящего двигателя, соединенных между собой;
насосная установка – насосный агрегат с комплектующим оборудованием, смонтированным по определенной схеме, обеспечивающей работу насоса.

Классификация насосов
Динамические насосы
центробежный
Вихревой насос
Лопастной насос
диагональный
осевой
односторонний вход
двусторонний вход

Классификация насосов
продолжение
1 – подвод,
2 – рабочее колесо,
3 – направляющий аппарат,
4 – диффузор отвода
Схема многоступенчатого центробежного насоса
Осевой насос
Насос смешанного потока
Разновидности лопастных насосов
Многоступенчатый центробежный насос

Насосы, используемые в ядерной энергетике, можно приблизительно разделить на следующие девять групп:
главные циркуляционные насосы, предназначенные для создания циркуляции теплоносителя с вспомогательными насосами к ним;
питательные насосы - для подачи питательной воды в парогенераторы или барабаны-сепараторы;
конденсатные насосы - для подачи конденсата в деаэраторы из конденсаторов турбин и подогревателей низкого и высокого давления;
насосы циркуляционного водоснабжения для охлаждения конденсаторов турбин;
насосы технического водоснабжения главного корпуса;
насосы систем безопасности;
насосы маслоснабжения систем турбоагрегатов;
насосы спецводоочистки и химводоочистки;
насосы вспомогательных систем.
Классификация насосов

Объемные насосы
Классификация насосов
продолжение
Поршневой насос
Поршневые насосы можно классифицировать по следующим признакам:
способу действия поршня (одностороннего или двустороннего действия);
положению поршня и цилиндра (горизонтальные и вертикальные);
форме поршня (дисковые, плунжерные);
типу привода (электроприводные, паровые).
Периодичность движения поршня обусловливает неравномерность подачи жидкости.
Для уменьшения неравномерности подачи применяются двух- и многоцилиндровые поршневые насосы.
Для привода поршней затруднено применение высокооборотных двигателей без редукторов.

Классификация насосов
продолжение
Разновидности роторных насосов
Наибольшее распространение получили следующие конструктивные схемы роторных насосов:
шестеренные (двух- и многошестеренные, с наружным или внутренним зацеплением);
винтовые (одно- и многовинтовые);
пластинчатые (одно- и многопластинчатые);
кулачковые.
В роторных насосах один или несколько вращающихся роторов образуют в корпусе насоса полости, которые захватывают перекачиваемую жидкость и перемещают ее от входного патрубка насоса к напорному.
Роторные насосы обеспечивают более равномерную подачу, в них отсутствует отсекающая клапанная система.

Основные параметры насоса
Производительность (подача или расход) это количество жидкости перемещаемое насосом в единицу времени t, выражается через массовый расход:
или через объемный расход:
Массовый и объемный расходы связаны через плотность нагнетаемой жидкости ρ соотношением:
Насосное давление
Напор насоса
Напор насоса равен разности полного напора на выходе насоса и полного напора на входе в насос и измеряется в метрах. Величина напора не зависит от плотности перекачиваемой среды.

Напор насоса может быть определен только, если известны следующие параметры:
- давление на выходе насоса в Паскалях,
- давление на входе в насос в Паскалях,
- плотность перекачиваемой жидкости в кг/м3.
Основные параметры насоса
продолжение
Давление на выходе из насоса может быть определено также только, если известны:
- напор насоса в м,
- давление на входе в насос в Паскалях
- плотность перекачиваемой жидкости в кг/м3.
Полезная мощность насоса
КПД насоса
Потери в насосе делят на:
механические,
объемные,
Гидравлические.
КПД насоса равен отношению полезной мощности насоса к потребляемой им мощности привода или электромотора.
За единицу времени через насос протекает расход, при этом каждой единице массы жидкости насос передает энергию в количестве напора Н

Основные параметры насоса
продолжение
Объемные потери
Механические потери
Механическими потерями являются потери на трение в подшипниках, уплотнениях (торцевом или сальниковом). Мощность, оставшаяся за вычетом механических потерь (мощность механических потерь составляет 3 – 5%), передается рабочим колесом жидкости.
Гидравлические потери
Обусловлены преодолением гидравлического сопротивления в подводе, рабочем колесе и отводе и они зависят от совершенства проточной части насоса, правильности выбора его геометрических размеров, режимов его работы.
- между рабочим колесом и корпусом насоса
- через разгрузочное отверстие
- через уплотнения удаляются наружу

Если насос и двигатель представляют собой единый блок, например, как у насосов с мокрым ротором, тогда в каталогах приводится мощность, потребляемая всем насосным агрегатом.
– это мощность, которая подводится к клеммам электродвигателя и, таким образом, она тратится на привод электродвигателя и самого насоса.
КПД насоса с электродвигателем
Насосный агрегат: насос + электродвигатель
Основные параметры насоса
продолжение

Принцип действия лопастных насосов
Схема центробежного насоса:
A – закрытое рабочее колесо,
В – полуоткрытое рабочее колесо,
С – открытое рабочее колесо
1 – осевой подвод, 2 – рабочее колесо, 3 – улитка отвода, 4 – диффузор отвода, 5 – радиальный или in-line подвод,
а – ведомый и б – ведущий диск рабочего колеса, в – лопатки рабочего колеса
Рабочее колесо закрытого типа (А) состоит из двух дисков: ведомого а и ведущего б, между которыми устанавливаются лопатки в, изогнутые в сторону противоположную направлению вращения колеса. Полуоткрытое рабочее колесо выполняется без переднего ведомого диска а (В). Открытые рабочие колеса не имеют ведущего или заднего диска б (С). В этом случае лопатки крепятся к валу. Полуоткрытые и открытые колеса нашли широкое применение в дренажных насосах.
Конструктивное исполнение проточной части насоса
Проточная часть насоса состоит из трех основных частей: подвода – 1, рабочего колеса – 2 и отвода – 3. Основное назначение подвода обеспечить равномерную подачу жидкости из всасывающего трубопровода к рабочему колесу насоса с минимальными потерями.
Отвод состоит из спирального сборника – 3 и диффузора – 4 и предназначен для сбора жидкости, выходящей из рабочего колеса, преобразования кинетической энергии потока в энергию давления с минимальными потерями и направления ее в напорный трубопровод.

Принцип действия лопастных насосов
продолжение
1 – конфузорный патрубок; 2 – рабочее колесо;
3 – отвод; 4 – вал
Абсолютная скорость жидкости:
– окружная составляющая абсолютной скорости
– меридиональная скорость
Уравнение момента количества движения:
относительная
окружная
α2 – угол между векторами скоростей v2 и u2;
β2 – угол между вектором скорости w2 и отрицательным направлением скорости u2
– массовый расход;
– окружные составляющие абсолютной скорости потока на входе в канал и на выходе из него;
– расстояние центра тяжести межлопаточных каналов на входе и выходе из них.
Массовый расход жидкости через колесо:
Гидравлическая мощность:
основное уравнение лопастных
насосов
!

Устройство насосного агрегата
Принцип действия лопастных насосов
продолжение
1 – приемный резервуар,
2 – подводящий трубопровод,
3 – насос,
4 – электродвигатель,
5 – запорно-регулирующая задвижка,
6 – напорный трубопровод,
7 – сужающее устройство,
8 – напорный резервуар.
Жидкая среда из приемного резервуара 1 по подводящему трубопроводу 2 подводится в насос 3, который посредством муфты соединен с приводным электродвигателем 4.
Получив приращение энергии в насосе, жидкость по напорному трубопроводу 6 подается в напорный резервуар 8.
На напорном трубопроводе установлены запорно-регулирующая задвижка 5 и сужающее устройство 7.
Работа насосного агрегата

Характеристика центробежного насоса
NPSH (net positive suction head)
Рабочие характеристики центробежного насоса
Зависимость напора от расхода
Зависимость кавитационного запаса от расхода
Зависимость потребляемой насосом мощности от расхода

Характеристика центробежного насоса
продолжение
КПД зависимость
На ней можно выделить:
область максимальных значений КПД;
область максимальной мощности для двигателя малой мощности Р2(1) и для двигателя большей мощности Р2(2);
область малых значений расхода;
рабочие области для двигателя малой (1) и большой мощности (2).
Желательно, чтобы насос работал в области максимального КПД.
Эта область перекрывает область максимальной мощности.
Перегрев двигателя и выход из строя.
«Рабочая область» сужается и смещается влево от области максимального КПД.
Рабочая область в пределах от 0.4 – 0.65 от макс для двигателя большей мощности.

Характеристика насоса при изменении вязкости жидкости
Переход насоса на работу на более вязкую жидкость приводит:
к уменьшению максимальной производительности насоса.
к требуемому увеличению мощности электродвигателя, т.е. выбору более мощного насоса, чтобы увеличить его максимальную производительность.

Влияние геометрических и режимных параметров на характеристику насоса
Напор насоса будет увеличиваться в квадратичной зависимости:
Расход пропорционально зависимости в третьей степени:
Потребляемая мощность увеличивается в пятой степени:
Рабочие характеристики насосов для разных
диаметров рабочих колес

продолжение
Влияние геометрических и режимных параметров на характеристику насоса
Кривые зависимости напора, мощности для
различных чисел оборотов
Если изменять частоту вращения насоса, то пропорционально будет изменяться напор, производительность и потребляемая мощность насоса в соответствии со следующими выражениями:
Данное соотношение широко используется для регулировки насоса на различные режимы работы насоса, подбирая значения напора и расхода оптимально приспосабливая его работу к потребностям системы.

ГЛАВА 3. РАБОТА НАСОСА В СЕТИ

Характеристика гидравлической сети
Гидравлической сетью или системой называется трубопровод, регулирующая и запорная арматура, регистрирующая аппаратура, соединяющие источники и потребители рабочей жидкости.
Схемы включения насосов
Для нагнетания жидкости из источника к потребителю в ее состав включают насос.
Назначение любого насоса – обеспечить подачу определенного количества жидкости из ее источника (резервуара, городской системы водоснабжения, водоема и т.п.) под определенным напором.
А
Б

Характеристика гидравлической сети
продолжение
Потребный напор – основная характеристика гидравлической сети (системы). Любая гидравлическая система оказывает сопротивление движению жидкости.
В общем виде:
Вариант А:
Вариант Б:
Жидкость подается из открытого резервуара (9) в раздаточный трубопровод (12) с давлением р3:
Жидкость подается из городской сети (10) с давлением Р1 в раздаточный трубопровод (12) с давлением Р3:
Жидкость подается из городской сети (10) с давлением Р1 в открытый резервуар (14):
Жидкость подается из открытого резервуара (9) и подается в открытый резервуар (14):

Характеристика гидравлической сети
продолжение
Характеристикой сети или системы называется зависимость потребного напора сети от подачи или расхода жидкости, проходящей через нее.
При изменении сопротивления в сети, например, закрывая вентиль (увеличиваем сопротивление) наклон кривой увеличивается.
трубопроводов
статическая составляющая:
динамическая составляющая:

Работа насоса на сеть
Статический напор:
не зависит от подачи насоса.
Характеристика сети представляет собой суммарную характеристику всасывающего и напорного трубопроводов:
Смещение на величину статического напора
В рабочей точке (Р.Т.) соблюдается равновесие между мощностью насоса и мощностью, которая требуется на преодоление сопротивления в сети или системе, трубопроводах. В этой точке напор насоса равен потребному напору системы (т.е. напору на преодоление потерь в трубопроводах).
Изменение параметров этой точки: напора и расхода возможно только при изменении или характеристики насоса (например, числа оборотов ротора) или характеристики сети (например, изменяя положение запорной арматуры).

Работа насоса на сеть
Включение насоса в систему теплоснабжения
Случай, когда напорный и подающий уровни совпадают.
Геометрический напор сети НГ равен 0.
Характеристика сети:
Напорный резервуар находится ниже подающего
Включение насоса в дренажную систему
- расход в трубопроводе при не работающем насосе за счет геометрического напора сети.
- увеличение расхода в системе

Влияние уровня воды в резервуаре
Влияние динамической составляющей
Влияние количества потребителей
Работа насоса на сеть
продолжение

Сложение характеристик элементов сети
Параллельное соединение
Последовательное соединение
Преобразование многоэлементной сети к эквивалентной одноэлементной сети

Выбор рабочей точки насоса и построение характеристики сети
Параметры рабочей точки – величина напора, расхода определяются по результатам анализа в следующей последовательности:
Определяется величина расхода для каждого элемента сети.
2. Определяется потребный напор для каждого элемента сети.
3. Определяется величина суммарного расхода для данной сети как:
- для системы отопления по тепловой потребности здания или другого потребителя тепла,
- для систем водоснабжения по суммарному максимальному расходу при открытии всех точек водозабора.
4. По потребному напору каждого элемента сети определяется потребный напор всей сети.
5. Потребный напор сети и потребный расход потребителей являются параметрами для выбора насоса.

Регулирование режима работы насоса
Регулирование изменением характеристики сети
Для того чтобы насос работал в точке с меньшим расходом Q(2), необходимо увеличить сопротивление сети.
Это осуществляется прикрытием регулирующего вентиля, установленного на напорном трубопроводе.
Как результат этого, характеристика сети пойдет круче (- - - линия) и пересечет характеристику насоса в точке (2).
Пусть необходимо уменьшить подачу жидкости потребителем на примере замкнутой системы.
Р1(1)=880 Вт
Р1(2)=800 Вт
Потребляемая мощность:

Регулирование режима работы насоса
Регулирование изменением характеристики насоса за счет изменения чисел оборотов мотора
При изменении чисел оборотов изменяется характеристика насоса.
Изменяя числа оборотов напор насоса пропорционально квадрату чисел оборотов n2, а его расход пропорционально числу оборотов в первой степени.
Точка 1:
n=2700 об/мин;
напор 6,5 м;
расход 23 м3/час
Точка 2:
n=2000 об/мин;
напор 3,6 м;
расход 17 м3/час
max
min
Напорная характеристика насоса смещается вниз.
Р1(1)=880 Вт
Р1(2)=500 Вт
Потребляемая мощность:
Экономически более оправдано
!
продолжение

Регулирование режима работы насоса
Бесступенчатое регулирование
Н = const
Н = variable
Насосы с электронным регулированием.
Напор, расход и мощность приводятся в соответствие с потребным рабочим состоянием сети.
Экономия до 80% энергии по сравнению с другими методами регулирования.
продолжение

Последовательная и параллельная работа насосов на сеть
Параллельное подключение насосов
- сложение расходов каждого из двух насосов, взятых при одном и том же напоре.
Основное правило:
!
При работе двух разных параллельно включенных насосов существует значение производительности Qкр, при которой малый насос не будет нагнетать жидкость, т.е. QI=0, а QII=Qкр.
При закрытии вентиля, т.е. HПОТР будет идти левее точки «КР», большой насос будет нагнетать часть жидкости (если нет обратного клапана) через малый насос ( – QI), чего категорически допустить нельзя.
!
При работе в сети расход двух параллельно работающих насосов не равен сумме расходов каждого из насосов.

Последовательная и параллельная работа насосов на сеть
продолжение
Последовательное подключение насосов
Последовательное соединение насосов применяется для увеличения напора в случаях, когда один насос не может создать требуемого напора.
Основное правило:
Суммарная характеристика насосов получается сложением напоров НI и НII при произвольно выбранном расходе.
!
При работе двух разных последовательных насосов имеется режим Qкр, при котором напор малого насоса будет равен 0. При дальнейшем открытии вентиля характеристика сети пойдет положе и правее точки «КР» и малый насос будет создавать отрицательный напор, т.е. будет сопротивлением для большого насоса.
Работая в сети, сумма напоров двух последовательно работающих насосов не равна сумме напоров двух насосов.
!

Влияние формы характеристик насоса на эксплуатацию системы
Ранее было показано:
что рабочая точка является определяющей при выборе насоса.
форма характеристики, т.е. наклон этой характеристики к оси расхода также должна учитываться при выборе насоса.
Особенно это имеет значение для систем, в которых применяются терморегулирующие вентили.
Отключая, тот или иной потребитель (теплообменник), мы уменьшаем расход через насос, и значит, устанавливается новая рабочая точка, характеризующая большим напором.
Если характеристика пологая, то даже значительные изменения подачи не приводят к сколько-нибудь существенному изменению напора (давления в системе), который может быть причиной шумов в трубопроводах.
Кроме того, не требуется изменять параметры управления. Если терморегулирующие датчики не применяются в системах, то форма характеристики не имеет значения.

ГЛАВА 4. КАВИТАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В НАСОСАХ

Кавитация: основные понятия, причины возникновения и ее следствия
Нарушение сплошности потока жидкости, обусловленное появлением в ней пузырьков или полостей, заполненных паром и выделившимся из жидкости газом, называется кавитацией.
Определение.
Кавитация приводит к трем основным отрицательным последствиям:
к срыву подачи, напора, мощности и к.п.д.;
к эрозионному износу элементов насоса: рабочего колеса, вала и т.д.;
к звуковым явлениям: шуму, вибрации установки, а также к низкочастотным автоколебаниям давления в трубопроводах.

Кавитационные явления в центробежных насосах
Давление Рmin значительно ниже давления во всасывающем патрубке насоса Рвх из-за местного возрастания скорости при натекании на лопатку насоса.
Схема определения кавитационных характеристик насоса
1 – насос, 2 – датчик для измерения расхода,
3 – вентиль, 4 – вакуум насос, 5 - резервуар
Изменение напора и расхода насоса при
уменьшении давления на его входе
Уменьшение давления перед насосом Рвх достигается вакуумированием воздушной подушки в резервуаре.
а) режим начальной кавитации (Ркр<Рвх<Рнач)
б) критический режим Рсрв<Рвх<Ркр
в) режим Рвх<Рсрв (срыв всех основных
параметров насоса)

Основные параметры, характеризующие кавитацию
Варианты гидравлических систем:
А
В
С
Уравнение Бернулли:
Кавитационный запас - превышение полного напора жидкости во всасывающем патрубке насоса над упругостью ее паров или его называют NPSH (net positive suction head):
Длительно работающие насосы:
Кратковременно работающие насосы:
NPSHкр < NPSHдл

Основные параметры, характеризующие кавитацию
продолжение
Допустимый напор NPSHА (net positive suction head available)
Для того чтобы избежать кавитации можно предпринять следующие шаги:
Повысить давление во всасывающем патрубке (опустить насос, или увеличить давление в приемном резервуаре). Производительность от этого не измениться.
Использовать насосы с меньшими NPSH (имеющими меньшие числа оборотов или другой конструкции).
Снизить расход жидкости через насос или температуру перекачиваемой жидкости, что соответствует уменьшению давления пара.
Условие безкавитационной работы

Влияние термо-физических параметров: температуры, наличия газовой фазы
Чем выше давление пара Рп, тем меньше высота всасывания и ниже возможности применения того или иного насоса.
Это давление сильно зависит от температуры жидкости и давления окружающей среды (что равнозначно для систем соединенных с атмосферой, изменению геодезической высоты размещения насоса).
Если же давление всасывания получается меньше нуля, тогда насос может работать только в режиме из накопительного резервуара.
Негерметичность
всасывающего
трубопровода
Присутствие в
жидкости газовой
фазы
Ускорение
появления
кавитации
Всасывающие и самовсасывающие насосы
Любой насос может всасывать жидкость из резервуара, расположенного ниже оси насоса
?!
из насоса, всасывающего патрубка и всасывающего трубопровода должен быть полностью удален воздух
высота Нг вс, с которой насос может подавать жидкость, определяется из неравенства Нвс > Нг вс
самовсасывающие насосы
возможность всасывать жидкость из ниже расположенного резервуара при пустом всасывающем трубопроводе

ГЛАВА 5. КОНСТРУКЦИЯ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ

Рабочее колесо
Рабочее колесо - основной узел центробежного насоса.
В зависимости от числа рабочих колес насосы подразделяют на одноступенчатые с одним рабочим колесом и многоступенчатые с несколькими рабочими колесами, установленными на одном валу
Суммарный напор многоступенчатого насоса равен сумме напоров, развиваемых каждой ступенью.
Направляющий аппарат
Преобразование кинетической энергии во многоступенчатом насосе в потенциальную происходит в направляющем аппарате
Устройство, состоящее из неподвижных дисков с плашками.
Форма спиральной камеры должна обеспечить плавное снижение скорости по направлению к выходу и минимальные потери на гидравлические сопротивления.
Лопатки располагают наружными кромками к внешнему диаметру колеса.

Вал насоса
Вал насоса предназначен для передачи вращающего момента от привода насоса к рабочим колесам.
1 – шейка вала; 2 – зона защитных втулок; 3 – средняя часть вала; 4 – место посадки соединительной муфты; 5 – метка; 6 – шпонка крепления рабочего колеса; 7,8 – защитные втулки
Вал с неподвижно посаженными на нем рабочими колесами образуют ротор насоса.
Для соединения вала с рабочим колесом предусмотрено соединение шпоночного типа.
Вал является наиболее нагруженной и ответственной деталью насоса.
Валы изготовляют из высокопрочных сталей.
Они имеют ступенчатую форму.

Соединительные муфты
Втулочно-пальцевая муфта
1 – полумуфта насоса;
2 – полумуфта привода;
3 – палец;
4 – втулка упругая;
5 – шайба
Зубчатая муфта
1 – уплотнение (фетровый сальник); 2 – втулка привода: 3 – прокладка; 4 – втулка насоса;
5 – полумуфта привода; 6 – полумуфта насоса
Широкое распространение:
простота их изготовления;
низкая стоимость;
функции амортизаторов;
Область применения -насосы средней и низкой мощности.
Наличие упругих элементов.
Все детали выполнены из металла
Незначительные перекосы и осевые смещения валов
Надежны в работе
Не имеют быстроизнашивающихся деталей
Способны передавать высокие нагрузки и работать при высоких частотах вращения.
+
+
+
+
-

Соединительные муфты
Упругая муфта
1 – полумуфта насоса;
2 – болт;
3 – втулка;
4 – пакеты упругих пластин;
5 – втулка упругая;
6 – полумуфта привода
Высокая технологичность, простота и надежность в работе.
Упругий элемент состоит из пакета фигурных стальных пластин.
Работают без смазки.
Пластины устанавливают на болтах между центральной втулкой и полумуфтами
продолжение

Уплотнения валов
Сальниковое уплотнение
Манжетные уплотнения
1 – корпус; 2 – манжета; 3 – пружина; 4 – вал
Небольшой перепад давления.
Низкие скорости скольжения.
Простое по конструкции и в обслуживании.
Материал, из которого выполнено уплотнение, и усилия поджатия зависят от рабочих давлений, скорости скольжения поверхности вала, температуры и свойств перекачиваемой жидкости.
Манжеты изготавливают из резины.
Манжеты имеют металлический каркас, придающий манжете необходимую жесткость, и пружину, создающую предварительный обжим вала уплотняющим элементом.

работают при более значительных перепадах давлений и скоростях скольжения;
допускают значительное радиальное биение вала;
имеют больший срок службы;
практически не требуют затрат на обслуживание;
Уплотнения валов
Торцевые уплотнения
Щелевые и динамические уплотнения
Наиболее эффективный вид уплотнения:
значительно сложнее по конструкции.
+
+
+
+
-
Щелевые уплотнения представляют собой цилиндрическую щель, образованную неподвижной деталью корпуса и вращающейся втулкой, установленной на роторе.
Герметизирующая способность щелевого уплотнения зависит от длины щели и зазора между вращающимися деталями
Импеллеры – динамические уплотнения.
Напоминают рабочее колесо.
Уплотняющая способность только при вращении вала.

ГЛАВА 6. ГЛАВНЫЙ ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ НАСОС ГЦН-195М

Общие сведения
Назначение
Главные циркуляционные насосы (ГЦН-195М) обеспечивают принудительную циркуляцию воды в первом контуре реакторных установок типа ВВЭР-1000.
Главный циркуляционный контур ВВЭР-1000
Принудительная циркуляция обеспечивается работой насоса
ГЦН относится к устройствам нормальной эксплуатации.
циркуляция теплоносителя при выбеге при различных авариях с обесточиванием.
Дополнительная функция:
Плавный выход на режим естественной циркуляции.
*
*
*
!

Конструктивная схема ГЦН с механическим уплотнением вала

Расположение в ГО

Характеристики насоса
при работе на
«холодной» воде (t=120 °C)
при работе на
«горячей» воде (t=300 °C)

Общее устройство главного циркуляционного насоса ГЦН-195М
Улитка ГЦН
Нижняя проставка

Общее устройство главного циркуляционного насоса ГЦН-195М
Опорные шаровые устройства
Проставка верхняя

Общее устройство главного циркуляционного насоса ГЦН-195М