Бустерные насосы энергоблоков термических и атомных электрических станций
Надёжная безаварийная работа энергетических блоков термических и атомных электрических станций в значимой степени определяется качеством установленного на их насосного оборудования, и сначала питательной группы. В качестве главных питательных насосов энергетических блоков мощностью 300, 500, 800 МВт на ТЭС и турбоустановок Т250-240 на ТЭЦ, также на АЭС с реакторами ВВЭР-1000 употребляются турбопитательные насосы. Это высоконапорные и высокооборотные многоступенчатые насосы большой мощности для перекачки жаркой воды. Дальше приведены некие данные, характеризующие условия работы питательных насосов и их характеристики.
Для обеспечения требуемого кавитационного припаса для высокооборотных насосов и тем для предотвращения кавитации в рабочем колесе первой ступени предусматривается неотклонимая установка бустерных (предвключённых) насосов. При использовании для питательного насоса турбинного привода бустерный насос рассматривается как составная часть многокомпонентного насоса. В таблице приведены главные характеристики бустерных насосов для энергоблоков различной мощности, установленных на станциях.
Характеристики насосов
Тип блока и мощность
АЭС с ВВЭР-1000 1000 МВт ГРЭС 800 и 500 МВт ТЭС, ГРЭС 300 МВт Типоразмер насоса ПТА 3800-20 ПД 1600-180 ПД 650-160 Номинальная подача, м3/ч 3800 1660 650 Напор при номинальной подаче, м 215 194 158 Частота вращения ротора насоса, об/мин 1800 2063 2970 Температура перекачиваемой питательной воды, °С 165 165 165 Концевое уплотненик ротора Щелевое Сальниковое Сальниковое Материал корпуса Сталь 25Л Сталь 25Л Сталь 25Л
Насосы сделаны входящими в ОАО «Группа ГМС» предприятиями, имеющими долголетний опыт работы в области термический и атомной энергетики: разработчик рабочей документации — ОАО «ВНИИ-АЭН» (г. Сумы); изготовитель — ОАО «Сумский завод «Насосэнергомаш». Конструктивно эти насосы центробежного типа, горизонтальные, одноступенчатые, с рабочим колесом двухстороннего входа. Привод насосов ПТА 3800-20 и ПД 1600-180 осуществляется от паровой турбины через редуктор, в качестве привода насоса ПД 650-160 употребляется асинхронный движок с синхронной частотой вращения 3000 об/мин. Корпуса насосов литые железные (сталь 25Л) с полуспиральным подводом воды к рабочему колесу и спиральным двухзавитковым отводом. Разъём корпусов горизонтальный в плоскости оси ротора. Входной и напорный патрубки насосов размещены в нижней части корпуса. В насосах ПТА 3800-20 и ПД 1600-180 входной патрубок ориентирован вертикально вниз, напорный — горизонтально вбок, у насоса ПД 650-160 оба патрубка размещены горизонтально, перпендикулярно оси ротора.
Рис. 1. Внешний облик насоса ПТА 3800-20-1 Рис. 2. Разрез насоса ПТА 3800-20-1
Опыт эксплуатации этих насосов показал низкую эрозионную стойкость материала корпуса насоса, что связано с размывом плоскости разъёма корпусных деталей (меж напорной и поглощающей полостями), посадочных мест установки уплотнительных колец рабочих колес, а так- же спиральной части отвода воды от рабочего колеса. Это приводило к необходимости неоднократно чинить корпусные детали. Введение антиэрозионной наплавки мест разрушения существенных улучшений не отдало. По этой причине насосы были модернизированы, при всем этом в конструкцию насосов были введены схожие принципные конфигурации.
Отличительные особенности модернизации насосов заключаются в последующем:
исключён горизонтальный разъём корпусных деталей; корпус насоса выполнен цельным, с 2-мя торцовыми крышками, находящимися под давлением воды входного трубопровода, что исключает размывы плоскости разъёма ввиду её отсутствия; в качестве материала для производства корпусных деталей использована нержавеющая эрозионностойкая сталь 06Х12Н3ДЛ, которая употребляется также для производства основных циркуляционных насосов реакторной установки блоков АЭС ВВЭР-1000; стойкость этой стали против эрозионного размыва в 8 — 10 раз выше, чем у стали 25Л;
заместо цельного рабочего колеса двухстороннего входа использовано раздельное его выполнение со смещёнными лопастями друг относительно друга, с усовершенствованными энергетическими и кавитационными чертами;
в качестве концевых уплотнений роторов насосов использованы механические уплотнения торцового типа;
в насосе ПД 1600-180 по аналогии с насосом ПТА 3800-20 для восприятия вероятных осевых усилий, действующих на ротор насоса, применён упрямый подшипник типа «Митчел».
По своим габаритным и присоединительным размерам к фундаменту, входному и напорному трубопроводам, соединительной муфте насосы стопроцентно взаимозаменяемы со старенькыми насосами, находящимися в эксплуатации. После модернизации насосы, приведённые в таблице, имеют такую маркировку: ПТА 3800-20-1, ПД 1600-180-2 и ПД 650-160-2. Внешний облик насосов и принципная конструкция 1-го из их (ПТА 3800-20-1) представлены на рис. 1 и 2.
На сегодня сделан 31 насос ПД 1600-180-2, 26 насосов ПТА 3800-20-1, а в мае 2011 г. планируется отгрузка первых трёх насосов ПД 650-160-2. В истинное время результаты эксплуатации модернизированных насосов обозначенных типов оцениваются последующим образом:
в течение 10 — 15 лет необходимость в полном ремонте насосов (ремонт главных корпусных деталей) отсутствует;
повышена экономичность насосов: ПТА 3800-20-1 — на 8%, ПД 1600-180-2 и ПД 650-160-2 — на 2,5%;
замечаний по работе торцовых уплотнений за этот период времени не выявлено, кроме необходимости подмены резиновых уплотнительных колец;
значительно усовершенствованы вибродинамические свойства (виброскорость подшипниковых опор меньше либо равна 2,1 мм/с).
РуденкоА.А., директор НТЦ — генеральный конструктор, ОАО «Сумский завод «Насосэнергомаш»
ИльченкоА. Я., главный конструктор проекта, ОАО «ВНИИАЭН» (г. Сумы)