УСТРОЙСТВО ГИДРОЗАТВОРА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПОПАДАНИЯ АЗОТА В РАДИАЛЬНО-ОСЕВОЙ ПОДШИПНИК ГЛАВНОГО ЦИРКУЛЯЦИОННОГО НАСОСА
HYDRAULIC LOCK DEVICE FOR PROTECTION AGAINST INGRESS OF NITROGEN IN RADIAL-AXIAL BEARING OF MAIN CIRCULATION PUMP

Изобретение относится к устройству гидрозатвора для защиты от попадания азота в радиально-осевой подшипник (РОП) главного циркуляционного насоса (ГЦН) из системы стабилизации давления контура охлаждения РОП ГЦН.
ГЦН атомной электростанции (АЭС) является важным оборудованием системы первого контура блока АЭС. ГЦН предназначен для принудительной циркуляции теплоносителя в целях отвода теплоты от активной зоны реактора. В конструкции ГЦН предусматривается маховик, дающий возможность гидравлическим элементам ГЦН вращаться пассивно при потере силового электропитания ГЦН. При достаточном времени выбега обеспечивается вынос теплоты из активной зоны и для создания достаточного расхода естественной циркуляции в целях обеспечения конечного охлаждения активной зоны. Поэтому время выбега ГЦН имеет очень важное значение. Неисправность РОП, предназначенного для обеспечения осевой фиксации и несущей способности вращающихся узлов главного насоса, может привести к недостатку времени выбега или заклиниванию подшипника, что может привести к нарушению активной зоны реактора.
Смазка РОП ГЦН выполняется обычно с применением масла, но использование масляной смазки пожароопасно, в связи с этим в мире прослеживается тенденция к переходу на использование водяной смазки.
Проблемы РОП ГЦН серьезно влияют на безопасность и экономическую эффективность блоков, принуждают выполнять текущие ремонты дефектных РОП ГЦН в то время, когда выполняется переход на 18-месячный топливный цикл, поэтому трудно повысить коэффициент использования установленной мощности блоков (КИУМ).
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является решение CN 103511320 A, 15.01.2014, в котором раскрыто устройство гидрозатвора для защиты от попадания азота в подшипник главного циркуляционного насоса реактора, содержащее бак-стабилизатор, трубопровод для наполнения бака обессоленной водой, снабженный запорным клапаном, и дренажный трубопровод, снабженный дренажным клапаном, присоединенные к нижней части бака-стабилизатора, трубопровод подачи азота, снабженный двумя запорными клапанами, выпускной трубопровод, соединенный с дренажным трубопроводом и снабженный первым и вторым запорными клапанами, при этом к верхней части бака-стабилизатора подключен дополнительный трубопровод, соединенный с выпускным трубопроводом, на участке выпускного трубопровода между дренажным трубопроводом и дополнительным трубопроводом установлен балансный клапан, причем трубопровод подачи азота присоединен к выпускному трубопроводу на участке между вторым запорным клапаном выпускного трубопровода и дополнительным трубопроводом.
Недостатком известного устройства является наличие участка, в котором накапливается воздух. Накопившийся воздух вместе с азотом попадает в бак-стабилизатор при первичной подаче азота, что негативно сказывается на поддерживании давления в баке-стабилизаторе.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является устранение вышеуказанных недостатков.
Технический результат заключается в повышении надежности работы системы стабилизации давления контура охлаждения и смазывания радиально-осевого подшипника главного циркуляционного насоса реактора.
Технический результат достигается тем, что устройство гидрозатвора для защиты от попадания азота в радиально-осевой подшипник главного циркуляционного насоса реактора содержит бак-стабилизатор, трубопровод для наполнения бака обессоленной водой, снабженный запорным клапаном, и дренажный трубопровод, снабженный дренажным клапаном, присоединенные к нижней части бака-стабилизатора, трубопровод подачи азота, соединенный с дренажным трубопроводом, при этом к верхней части бака-стабилизатора подключен дополнительный трубопровод, соединенный с трубопроводом подачи азота, причем на участке трубопровода подачи азота между дренажным трубопроводом и дополнительным трубопроводом установлен балансный клапан, причем на трубопроводе подачи азота последовательно установлены три запорных клапана, причем участок трубопровода подачи азота между вторым и третьим запорными клапанами соединен с воздуховыпускным трубопроводом, снабженным запорным клапаном.
На чертеже показано устройство гидрозатвора для защиты от попадания азота в радиально-осевой подшипник главного циркуляционного насоса реактора, содержащее бак-стабилизатор 1 (уравнительный резервуар), трубопровод 2 для наполнения бака обессоленной водой, снабженный запорным клапаном 3, и дренажный трубопровод 4, снабженный дренажным клапаном 5, присоединенные к нижней части бака-стабилизатора, трубопровод 6 подачи азота, соединенный с дренажным трубопроводом 4. К верхней части бака-стабилизатора 1 присоединен дополнительный трубопровод 7, соединенный с трубопроводом 6 подачи азота. На участке трубопровода 6 подачи азота между дренажным трубопроводом 4 и дополнительным трубопроводом 7 установлен балансный клапан 8. На трубопроводе 6 подачи азота последовательно установлены три запорных клапана 9, 10, 11. Участок трубопровода подачи азота между вторым 10 и третьим 11 запорными клапанами соединен с воздуховыпускным трубопроводом 12, снабженным запорным клапаном 13.
Общий объем бака-стабилизатора составляет 100 л, максимальное рабочее давление 0,65 МПа, максимальная рабочая температура 80°C.
Устройство работает следующим образом.
Сначала открывают клапан 3 для ввода обессоленной воды в бак-стабилизатор 1, причем дренажный клапан 5, балансный капан 8, первый запорный клапан 9 и второй запорный клапан 10 закрыты, запорный клапан 13 и третий запорный клапан 11 открыты. По мере повышения уровня воды в баке-стабилизаторе 1, воздух из бака-стабилизатора вытесняется через дополнительный трубопровод 7, открытый третий запорный клапан 11 и запорный клапан 13. При полном заполнении водой бака-стабилизатора 1 закрывают клапан 3 и запорный клапан 13. Далее открывают дренажный клапан 5, первый запорный клапан 9 и второй запорный клапан 10. Наполняют азотом бак-стабилизатор 1 во время отвода воды через дренажный трубопровод 4. При отводе воды до половины объема бака-стабилизатора 1 закрывают дренажный клапан 5 и продолжают заполнять азотом бак-стабилизатор 1. При соответствии давления давлению нормальной эксплуатации системы снабжения обессоленной водой закрывают второй запорный клапан 10, открывают балансный клапан 8 для ввода воды в участок трубопровода подачи азота до третьего запорного клапана 11 для создания уплотнительной водяной колонны. После создания уплотнительной водяной колонны закрывают первый запорный клапан 9 и третий запорный клапан 11. Таким образом, осуществляется уплотнение и изоляция азота с помощью воды, тем самым предотвращается утечка азота через третий запорный клапан 11, соединенный с баком-стабилизатором 1, что повышает надежность работы системы стабилизации давления контура охлаждения и смазывания радиально-осевого подшипника главного циркуляционного насоса реактора.
Предлагаемое изобретение также позволяет при открытии клапана 13 проверить герметичность клапанов 9, 10. Если герметичность клапанов 9, 10 нарушена, их можно отсечь с помощью клапана 11 и произвести ремонт.