НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ПОДАЧИ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ В ПАРОГЕНЕРАТОРЫ ЭНЕРГОБЛОКОВ АЭС

Полезная модель относится к области гидромашиностроения и может быть использована в различных отраслях промышленности, преимущественно в атомной и тепловой энергетике.
Известен турбонасосный агрегат, предназначенный для подачи питательной воды из деаэратора в парогенератор на атомных электростанциях, состоящий из приводного устройства - паровой конденсационной турбины, редуктора и предвключенного и главного насосов. Турбонасосный агрегат устанавливается на виброизолирующую опору. Предвключенный насос соединен через редуктор и соединительные муфты с одним из концов вала турбины, главный насос соединен муфтой с другим концом вала турбины. В данном агрегате турбина обеспечивает также плавное изменение производительности и напора насосов в пределах регулировочного диапазона нагрузки энергоблока (П.Н.Пак, А.Я.Белоусов, С.П.Пак «Насосное оборудование атомных станций», под общей редакцией П.Н.Пака: М., Энергоиздат, 2003 г., стр.106, рис.5.11).
В известном агрегате предвключенный насос выполнен двойного входа, с горизонтальным разъемом корпуса, концевыми уплотнениями торцового типа, опорным и упорным подшипниками скольжения с принудительным маслоснабжением. Благодаря своему исполнению на относительно низкую частоту вращения ротора и разделению потока на два данный насос обладает хорошими антикавитационными качествами и обеспечивает безкавитационную работу главного насоса.
Главный насос представляет собой однопоточный многоступенчатый двухкорпусной горизонтальный насос, с концевыми уплотнениями торцового типа. Разгрузка ротора от осевых сил осуществляется с помощью барабана. Остаточные осевые силы воспринимаются упорным подшипником скольжения, радиальные силы - опорными подшипниками скольжения.
Включение в состав агрегата нескольких отдельных изделий оказывает влияние на степень надежности работы агрегата в целом и, кроме того, это увеличивает стоимость, как самого агрегата, так и его жизненного цикла, а также требует значительных площадей и вложений для его установки.
Задачей, на решение которой направлено заявленая полезная модель является повышение надежности агрегата, улучшение его кавитационных качеств, повышение экономичности, снижение капитальных затрат на установку агрегата, занимаемой им площади и себестоимости.
Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом центробежном насосном агрегате, содержащем приводное устройство и центробежный горизонтальный двухкорпусной насос, насос выполнен двухпоточным с встречно расположенными рабочими колесами одностороннего входа во всех его ступенях и с предвключенными устройствами, расположенными перед рабочими колесами первых ступеней в обоих рабочих потоках.
Кроме того, в данном агрегате насос может быть выполнен с одним общим отводом от концевых ступеней в обоих рабочих потоках, при этом отвод насоса может быть выполнен спиральным или кольцевым, причем за рабочими колесами концевых ступеней в обоих рабочих потоках насоса может быть установлен общий для этих ступеней направляющий аппарат.
Также насос может быть выполнен с отдельными подводами рабочей жидкости для каждого рабочего потока или насос может иметь один подвод рабочей жидкости, являющийся общим для обоих рабочих потоков, при этом последний может быть выполнен с разделительным ребром, стабилизирующим распределение подачи рабочей жидкости по потокам.
Приводное устройство может выполнено в виде паровой конденсационной турбины или в виде электродвигателя.
Выполнение насоса двухпоточным с встречно расположенными рабочими колесами одностороннего входа во всех его ступенях и с предвключенными устройствами, расположенными перед рабочими колесами первых ступеней в обоих рабочих потоках позволяет совместить функции предвключенного и основного насосов в одном насосе, обладающим повышенными кавитационными качествами и с практически разгруженным от осевых сил ротором. Разгрузка ротора насоса от осевых сил достигается за счет встречного расположения рабочих колес и позволяет отказаться от использования в конструкции специальных разгрузочных устройств, повысить надежность работы насоса и его объемный коэффициент полезного действия. Повышение всасывающей способности достигается разделением потока на два и применением предвключенных устройств и позволяет снизить требуемый располагаемый подпор и, соответственно, снизить капитальные затраты. Например, на тепловых и атомных электростанциях можно понизить отметку установки деаэратора, что значительно сокращает затраты.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема предлагаемого насосного агрегата, а на фиг.2 - конструктивная схема насоса, входящего в состав этого насосного агрегата.
Насосный агрегат (фиг.1) состоит из насоса 1 и приводного устройства 2, выполненного в виде паровой конденсационной турбины или электродвигателя, соединенных между собой муфтой 3. Насос (фиг.2) содержит в себе наружный корпус 4, выемной внутренний корпус 5 с размещенными в нем на валу 6 рабочими колесами 7 одностороннего входа, установленными встречно во всех ступенях обоих потоков насоса, и предвключенными устройствами 8, установленными перед рабочими колесами первых ступеней в обоих рабочих потоках насоса. Насос также содержит концевые уплотнения 9 торцового типа, опорные подшипники скольжения 10 и упорный подшипник скольжения 11.
Работа агрегата осуществляется следующим образом.
От приводного устройства через муфту приводится во вращение ротор насоса, при этом перекачиваемая среда через входной патрубок, в котором подаваемая рабочая жидкость разделяется два потока и через подводы 12 и предвключенные устройства 8 поступает к первым по ходу потоков рабочим колесам 7. В результате взаимодействия лопастей рабочих колес 7 с потоком жидкости происходит преобразование механической энергии привода в энергию потока. Из рабочего колеса 7 в концевых ступенях насоса перекачиваемая среда поступает в общий для этих ступеней направляющий аппарат 13, размещенный в отводе 14 насоса, и через напорный патрубок в трубопровод, подающий питательную воду в парогенераторы энергоблоков.
Предлагаемая полезная модель позволяет:
- отказаться от применения в схеме насосного агрегата предвключенного насоса и редуктора, получив при этом всасывающую способность насоса не ниже, чем у аналога, а в ряде случаев даже выше (в зависимости от выбранной частоты вращения ротора насоса);
- в случаях достижения в сравнении с аналогом более высокой всасывающей способности снизить требуемый располагаемый подпор и соответственно снизить капитальные затраты. Например, на тепловых и атомных электростанциях можно понизить отметку установки деаэратора, что значительно сокращает капитальные затраты;
- разделение потока на два и соответственно встречное расположение рабочих колес позволяет практически исключить осевые силы и тем самым отказаться от разгрузочных устройств, повысить надежность и объемный коэффициент полезного действия насоса;
- упростить системы жизнеобеспечения: маслосистему, систему подачи затворной среды на уплотнения и др;
- значительно сократить занимаемую площадь агрегатом и снизить капитальные затраты, в том числе и затраты на виброизолирующую опору и др.
- значительно повысить надежность агрегата, снизить его цену на стадии реализации, а также снизить стоимость его жизненного цикла.