ЗАГЛУШКА РЕМОНТНАЯ (ВАРИАНТЫ )

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к оборудованию для ремонта вертикальных лопастных насосов и предназначено преимущественно для использования на атомных электростанциях (АЭС) при ремонте главного разъема главных циркуляционных насосов (ГЦН) 195 и 195М контура теплоносителя ядерной энергетической установки (ЯЭУ), проходящего через активную зону ядерного реактора.
Основной составляющей надежности ГЦН является его ремонтопригодность в процессе эксплуатации на АЭС, позволяющая производить ревизию, ремонт и замену отдельных узлов и деталей при минимально возможных затратах труда и времени.
Конструктивные особенности ГЦН 195 и ГЦН-195М (для реакторных установок типа ВВЭР-1000) описаны в изданиях: "Главные циркуляционные насосы АЭС /Ф.М.Митенков, Э.Г.Новинский, В.М.Будов; Под общ. ред. Ф.М.Митенкова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990."; "Насосы АЭС: Справочное пособие / П.Н.Пак, А.Я.Велоусов, А.И.Тимшин и др. Под общ. ред. П.Н.Пака. - М.: Энергоатомиздат, 1989.
7
Известен также ряд изобретений, направленных на повышение эксплуатационной надежности и ремонтопригодности узлов и деталей ГЦН. Насос для перекачивания жидкости в контуре с высоким давлением [патент на изобретение №2190127; МПК: F04D 29/04; опубликовано: 27.09.2002], содержащий корпус с крышкой, рабочее колесо, вал, блок уплотнения вала в виде набора уплотнительных элементов.
Насосный агрегат [патент на изобретение №2191928; МПК: F04D 29/04, F04D 29/60; опубликовано: 27.10.2002], содержащий узел приводного двигателя и лопастной насос с корпусом, которые соединены с помощью несущей проставки.
7
7
Насосный агрегат [патент на изобретение №2262005; МПК: F04D 7/08, F04D 29/60, F04D 29/12; опубликовано: 10.10.2005], содержащий корпус насоса и выемную часть насоса, установленную в корпусе. Насосный агрегат [патент на изобретение №2280194; МПК: F04D 29/04, F04D 29/60; опубликовано: 20.07.2006], содержащий корпус насоса и выемную часть насоса, включающую корпус с рабочим колесом, закрепленным на валу насоса.
6
Известен также способ разделения напорной и входной полостей спирального корпуса центробежного насоса при проведении гидроиспытаний [патент на изобретение №2065088; МПК: F04D 29/16, F04D 29/42, F04D 29/62, F04B 51/00; опубликовано: 10.08.1996], включающий разделение напорной и входной полостей насоса, путем установки уплотнений, прокладок и их затяжку для обеспечения герметичности.
Приведенные технические решения относятся к конструкциям узлов и деталей выемной части ГЦН, при этом не описан процесс разборки, ремонта и сборки главного разъема ГЦН, являющегося необходимым при каждом извлечении и последующей установке выемной части насоса в горловину улитка корпуса ГЦН. В то время как верхняя часть главного разъема насоса, также как и выемная часть, после извлечения может быть перемешена и обработана на стационарном заводском оборудовании, ремонт нижней части главного разъема, образованной горловиной корпуса насоса, производят в активной зоне реактора под напором теплоносителя, отсекаемого от ремонтной зоны герметичной заглушкой специальной конструкции.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является заглушка технологическая для улитки ГЦН-195 [ООО «ОСТ-4», Паспорт Д773.000.00, Санкт Петербург, 2009], содержащая соосно установленные дискообразные верхний опорный корпус, нижний подвижный корпус, выполненный с возможностью перемещения относительно верхнего опорного корпуса, уплотняющее кольцо, помещенное между нижней поверхностью верхнего опорного корпуса, верхней поверхностью нижнего подвижного корпуса и прилегающее к боковой поверхности горловины улитки насоса, а также установленные, преимущественно концентрически относительно вертикальной оси заглушки, на верхнем опорном корпусе подъемные элементы, связанные с нижним подвижным корпусом с возможностью его перемещения в вертикальном направлении. Как вариант выполнения заглушки верхний опорный корпус или нижний подвижный корпус могут быть снабжены осевым центратором, взаимодействующим с ответным отверстием, выполненным в нижнем подвижном корпусе или верхнем опорном корпусе, соответственно.
В данной заглушке перемещение нижнего корпуса относительно верхнего производят вручную путем закручивания гаек с внешней стороны верхнего корпуса и, как следствие, главными недостатками ее конструкции являются высокая трудоемкость процесса установки и уплотнения заглушки в улитке ГЦН перед началом ремонта его главного разъема и недостаточная надежность при обеспечении герметичности изоляции ремонтной зоны от жидкой среды основного контура насоса из-за неравномерности усилий при затяжке уплотняющего кольца.
Задачей, решаемой полезной моделью, является снижение трудоемкости установки заглушки, повышение качества герметизации и исключение проникновение среды с полным давлением основного контура циркуляции насоса в зону ремонта главного разъема ГЦН.
Для решения поставленной задачи в заглушке ремонтной, содержащей соосно установленные дискообразные верхний опорный корпус, нижний подвижный корпус, выполненный с возможностью перемещения относительно верхнего опорного корпуса, уплотняющее кольцо, помещенное между нижней поверхностью верхнего опорного корпуса, верхней поверхностью нижнего подвижного корпуса и прилегающее к боковой поверхности горловины улитки насоса, а также установленные, преимущественно концентрически относительно вертикальной оси заглушки, на верхнем опорном корпусе подъемные элементы, связанные с нижнимподвижным корпусом с возможностью его перемещения в вертикальном направлении, дополнительно по внешнему краю верхнего опорного корпуса выполнена цилиндрическая обечайка, в рабочем положении обеспечивающая зазор между ее внешней поверхностью и внутренней поверхностью горловины улитки, а подъемные элементы выполнены в виде установленных, преимущественно, поочередно гидродомкратов с поршнями, каждый из которых снабжен нижним штоком, неподвижно соединенным с нижним подвижным корпусом и верхним штоком с резьбой и перемещающейся по ней гайкой, взаимодействующей с верхним опорным корпусом, и поджимных зацепов, каждый из которых включает установленную, преимущественно вертикально, втулку с герметично уплотненным с возможностью перемещения в ней стержнем, снабженным в его верхней части штоком с резьбой и перемещающейся по ней гайкой, взаимодействующей с верхним опорным корпусом, при этом в нижней части стержня поджимного зацепа выполнен выступ, взаимодействующий с нижней кромкой горловины улитки, с возможностью поворота в горизонтальной плоскости совместно со стержнем или отдельно от него.
Кроме того в верхней части обечайки верхнего опорного корпуса выполнен кольцевой выступ, взаимодействующий с кольцевой проточкой в верхней части горловины улитки через кольцо вторичного уплотнения.
Для контроля и устранения протечек в пространстве между внутренней поверхностью горловины улитки и внешней поверхностью обечайки в последней выполнено сквозное отверстие с клапаном.
Для удаления и предотвращения скопления газа под нижним подвижным корпусом верхняя поверхность верхнего опорного корпуса и нижняя поверхность нижнего подвижного корпуса соединены сквозным упругим патрубком с клапаном со стороны верхнего опорного корпуса.
Для обеспечения более качественного уплотнения кольца края нижней поверхности верхнего опорного корпуса и верхней поверхности нижнего подвижного корпуса снабжены конической фаской.
Во втором варианте выполнения заглушки для облегчения процесса ее монтажа верхний опорный корпус или нижний подвижный корпус снабжены осевым центратором, взаимодействующим с ответным отверстием, выполненным в нижнем подвижном корпусе или верхнем опорном корпусе, соответственно.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение качества и надежности заглушки при изоляции ремонтной зоны от жидкой среды основного контура насоса за счет обеспечения равномерности усилий при уплотнении кольца путем одновременного включения гидродомкратов, поднимающих нижний корпус, и удержания его в требуемом положении, за счет двойной фиксации, во-первых, верхних штоков поршней гидродомкратов посредством гаек, а во-вторых - верхних штоков стержней поджимных зацепов посредством гаек после перевода выступов в соприкосновение с нижней кромкой горловины ГЦН, что дополнительно препятствует выдавливанию заглушки вверх из-за подпора носителя снизу.
На фиг.1 схематично показана заглушка ремонтная в разрезе.
На фиг.2 показана заглушка с центратором.
Заглушка ремонтная содержит соосно установленные дискообразные верхний опорный корпус 1, нижний подвижный корпус 2, выполненный с возможностью перемещения относительно верхнего опорного корпуса 1, уплотняющее кольцо 3, помещенное между нижней поверхностью верхнего опорного корпуса 1, верхней поверхностью нижнего подвижного корпуса 2 и прилегающее к боковой поверхности горловины улитки 4 насоса. На верхнем опорном корпусе 1, преимущественно концентрически относительно вертикальной оси заглушки, установлены подъемные элементы, связанные с нижним подвижным корпусом 2 с возможностью его перемещения в вертикальном направлении. По внешнему краю верхнего опорного корпуса 1 выполнена цилиндрическая обечайка 5, в рабочем положении заглушки обеспечивающая зазор между ее внешней поверхностью и внутренней поверхностью горловины улитки 4. Подъемные элементы выполнены в виде установленных, преимущественно, поочередно, во-первых, гидродомкратов 6 с поршнями 7, каждый из которых снабжен нижним штоком 8, неподвижно соединенным с нижним подвижным корпусом 2 и верхним штоком 9 с резьбой и перемещающейся по ней гайкой 10, взаимодействующей с верхним опорным корпусом 1, и, во-вторых, поджимных зацепов 11, каждый из которых включает втулку 12 с герметично уплотненным с возможностью перемещения в нем стержнем 13, снабженным в его верхней части штоком 14 с резьбой и перемещающейся по ней гайкой 15, взаимодействующей с верхним опорным корпусом 1. В нижней части стержня 13 поджимного зацепа 11 выполнен выступ 16, взаимодействующий с нижней кромкой горловины улитки 4, с возможностью поворота в горизонтальной плоскости совместно со стержнем 13 или отдельно от него.
В верхней части обечайки 5 верхнего опорного корпуса 1 выполнен кольцевой выступ 17, взаимодействующий с кольцевой проточкой в верхней части горловины улитки 4 через кольцо вторичного уплотнения 24.
Для контроля и устранения протечек в пространстве между внутренней поверхностью горловины улитки 4 и внешней поверхностью обечайки 5 в последней выполнено сквозное отверстие 18 с клапаном 19.
Для удаления и предотвращения скопления газа под нижним корпусом 2 верхняя поверхность верхнего опорного корпуса 1 и нижняя поверхность нижнего подвижного корпуса 2 соединены сквозным упругим патрубком 20 с клапаном 21 со стороны верхнего опорного корпуса 1.
Для обеспечения более качественного уплотнения кольца 3 края нижней поверхности верхнего опорного корпуса 1 и верхней поверхности нижнего подвижного корпуса 2 снабжены конической фаской 22.
Во втором варианте выполнения заглушки, для облегчения процесса ее установки, верхний опорный корпус 1 или нижний подвижный корпус 2 могут быть снабжены осевым центратором 23, взаимодействующим с ответным отверстием, выполненным в нижнем подвижном корпусе 2 или верхнем опорном корпусе 1, соответственно.
Установку заглушки производят перед началом ремонта главного разъема ГЦН в следующем порядке. Обеспечивают снижение уровня теплоносителя в контура ядерной энергетической установки ниже зоны установки заглушки. Устанавливают в кольцевую проточку в верхней части горловины улитки 4 кольцо вторичного уплотнения 24, а в зазор между корпусами 1 и 2 заглушки кольцо 3. Опускают заглушку в горловину улитки 4, при этом кольцевой выступ 17 верхней части обечайки 5 верхнего корпуса 1 опирается на кольцо вторичного уплотнения 24, уплотняя его своим весом. После установки заглушки в горловину улитки 4 выступы 16 поджимного зацепа 11 поворотом вокруг оси на 90° переводятся из транспортного положения в рабочее. Подают рабочее давление в гидродомкраты 6, при этом нижний подвижный корпус 2 начинает движение вверх относительно верхнего опорного корпуса 1, деформируя резиновое кольцо 3, в результате чего происходит уплотнение внутренней поверхности горловины улитки 4 ГЦН. Не сбрасывая давление закручиванием гаек 10 штока 9 поршня 7 производят механическую фиксацию взаимного положения корпусов 1 и 2 заглушки, а для гарантии надежного закрепления заглушки и уменьшение вероятности ее выдавливания выступы 16 поджимного зацепа 11, развернутые на 90°, при помощи гаек 15 штока 14 перемещаются вверх до соприкосновения с нижней кромкой горловины улитки 4 ГЦН. После сброса давления в гидросистеме процесс установки заглушки завершен.
Для демонтажа заглушки отворачивают гайки 10 и 15, выступы 16 поджимного зацепа 11 переводят в транспортное положение, после чего заглушку извлекают.
Использование предлагаемой полезной модели обеспечивает повышение надежности изоляции ремонтной зоны от жидкой среды основного контура насоса перед началом ремонта главного разъема ГЦН-195М.