核主泵机械密封可靠性Bayes分析的适应性

机械密封的可靠性对核主泵的安全稳定运行具有重要影响。为解决无失效数据情形下核主泵机械密封的可靠度评估问题,分析大亚湾核主泵机械密封的运行数据,确定其可靠度分布,建立结合Bayes理论的可靠性分析模型,利用Monte Carlo法从确定的可靠度分布中仿真出无失效数据,探讨无失效数据场合下,先验分布为Beta分布时,分组数c的取值对E-Bayes估计与多层Bayes估计精度的影响。研究表明：分组数c<8时,优先选择多层Bayes估计;c>8,优先选择E-Bayes估计,c=8时,2种方法的平均相对误差均达到较低水平且多层Bayes估计更低一些。研究成果对无失效数据场合下基于Bayes理论的核主泵机械密封可靠性分析具有指导意义。     

核主泵密封装置试验研究

核主泵密封装置的试验研究是研究开发核主泵密封的重要手段之一。该文针对自主研发的核主泵密封装置中的第2级流体动压式密封的结构型式,开展了密封端面槽型比对试验、单级密封强化运转试验以及整机密封的长周期试验等研究。长周期性能试验结果表明所研制的密封装置运行平稳,密封性能良好,性能指标达到预期目标,为今后进一步深入研究核主泵密封装置打下了良好的基础。     

核主泵用流体静压型机械密封流固热耦合变形分析

核主泵泄漏量的大小受密封间隙影响,密封间隙形状与密封压力分布、热变形紧密相关。基于流体力学和传热学的基本原理,建立核主泵机械密封流固热耦合变形分析模型;通过分析接触状态,确定动、静环的边界约束条件。利用ANSYS软件对机械密封副的端面流场、流固热耦合热变形进行模拟分析。仿真结果表明：密封环内径与转折半径间的压力近似呈线性分布,而转折处与液膜外径之间的压力呈抛物线分布;动、静环应力分呈环形分布,最大应力处于静环上端面外径处;最高温度都出现在密封环靠近内径处,且动环温度高于静环。     

核主泵第三级机械密封故障分析及处理

本文介绍了ANDRITZ公司主泵机封的总体结构及第三级机封的故障特点,从密封水压力、导向环磨损、静环受力分析以及水膜刚度方面进行研究,得出密封水膜刚度不足是主泵第三级机封故障的根本原因。而导致第三级密封水膜刚度下降的最关键因素是机封压盖与第三级导向环间存在间隙,最终导致第三级机封经常出现密封水压力低故障。本文可供核电站主泵设备维修及设备管理人员参考与借鉴。     

核主泵用机械密封摩擦学性能研究进展

核主泵是核电厂的核心元件,核主泵机械密封在其中起到防止介质泄漏的作用。当前,我国核主泵密封装置相关技术和产品受到国外垄断限制,核主泵摩擦副在运行状态下泄漏严重破坏核电系统的稳定运行和长周期服役,其摩擦学性能直接影响核主泵的运行性能。对于动压式核主泵机械密封,若没有处于完全液膜润滑状态,密封装置会出现异常磨损和泄漏率增大导致核主泵故障。针对核主泵摩擦副的液膜特性,从数学模型计算和软件仿真两方面分析。对温度场、速度场和应力场等进行分析,总结了密封环及副密封材料、端面热变形对摩擦学性能的影响,概述了端面形状的动压润滑机理及波度面、槽型结构和加工方法等因素对摩擦磨损的影响,为核主泵密封性能的提高和可靠运行提供理论基础。     

核主泵机械密封辅助O形密封圈摩擦学特性实验研究

以核主泵用流体动压型机械密封第三级辅助O形密封圈为研究对象,利用UMT-3多功能摩擦磨损试验机测试其在干摩擦和脂润滑下的摩擦学特性,获得不同润滑工况下滑移速度与摩擦因数关系,同时评估了润滑脂的润滑效果。结果表明:干摩擦条件下,当往复位移固定不变时,频率对摩擦因数影响较小,当往复频率固定不变时,摩擦因数随往复位移增大而增大;当往复位移较小时,润滑脂减摩效果一般,当往复位移增大后,润滑脂润滑效果有所增强。为提高O形密封圈的使用寿命,减小插入件的磨损,应尽量减小泵主轴的轴向跳动,使密封圈接触界面处于黏着状态。     

核主泵用流体动压型机械密封温度场的数值研究

考虑流体粘温效应,建立了典型核主泵用流体动压型机械密封三维稳态传热有限元模型。建立了由流体域及密封环组成的二维轴对称共轭传热有限元模型,计算了对流换热系数。在此基础上,采用有限元软件求解三维模型密封温度,分析了流体入口流速以及转速对密封端面温度的影响。结果表明:深槽结构导致开槽静环密封端面温度分布不均匀;流体入口速度几乎不影响温度分布;增大转速,密封端面温度显著升高。     

核主泵机械密封辅助 Ｏ 形密封圈摩擦学特性实验 研究

以核主泵用流体动压型机械密封第三级辅助O形密封圈为研究对象,利用UMT-3多功能摩擦磨损试验机测试其在干摩擦和脂润滑下的摩擦学特性,获得不同润滑工况下滑移速度与摩擦因数关系,同时评估了润滑脂的润滑效果。结果表明：干摩擦条件下,当往复位移固定不变时,频率对摩擦因数影响较小,当往复频率固定不变时,摩擦因数随往复位移增大而增大;当往复位移较小时,润滑脂减摩效果一般,当往复位移增大后,润滑脂润滑效果有所增强。为提高O形密封圈的使用寿命,减小插入件的磨损,应尽量减小泵主轴的轴向跳动,使密封圈接触界面处于黏着状态。     

核主泵2号密封变形机理及泄漏特性数值研究

核主泵2号密封在事故工况下,需要承受一回路高压,由于缺乏2号密封在承受高压条件下的密封机理研究,严重制约2号密封承受高压时的可靠性分析和评价。依托CPR1000核电机组100型核主泵2号密封,提出一种流固耦合分析数值模型并通过台架试验验证,系统阐述了核主泵2号密封承受高压时由摩擦面密封向流体静压型密封的转变机理,并研究了动环锥角、泄漏量随压差增加的变化规律。通过数值研究,发现2号密封锥角和泄漏量在5 MPa压差左右出现拐点,动环锥角最大约为0.05°,随着压差进一步增加,动环锥角基本保持不变,泄漏量则随压差呈现近似线性上升。     

核主泵备用机械密封材料的摩擦性能研究

采用Falex-1506摩擦磨损试验机,研究了水润滑、室温条件下,载荷和速度对核主泵用机械密封材料:无压烧结碳化硅(WNV2)和碳化硅加碳(CHV1)、反应烧结碳化硅(R)和碳化硅加碳(R2)、石墨(MSMG)在不同配副条件下摩擦学特性的影响规律。使用扫描电镜(SEM),对磨损表面进行了观察和分析。研究结果表明,碳化硅和石墨材料自身的孔隙,在高载荷下容纳了更多的润滑流体,因此,不同配副条件下的摩擦系数均随载荷的增加而减小。另外,滑动速度引起的温度改变通过影响表面层性质影响摩擦力,而碳化硅和石墨在很宽的温度范围内机械性质保持不变,所以摩擦系数随速度的增加基本不变。     

核主泵用动静压波度机械密封机理

核反应堆主泵主轴密封形式多样,动静压结合型波度机械密封是Andritz核主泵主轴密封结构形式,其特征在于密封端面为径向锥度和周向波度的组合.通过对波形几何模型的数学处理,将膜厚变化引起的动压效应和静压效应进行解耦.在层流假设的基础上,基于稳态下二维Reynolds方程,针对核主泵轴封不同工况分别作考虑空化的流体有限元仿真分析,考察参数变化对密封性能的影响,从而揭示出动静压结合型波度机械密封的工作机理.研究表明,动静压结合型波度端面机械密封中,动压和静压效应并不始终同时起作用,在正常工况下主要依靠静压效应承载;而在密封间隙较小或密封出入口压差较小时,因为液膜发生空化,动压效应才起到承载作用,从而保证密封在特殊工况下保持非接触状态,减小碰磨的几率,提高了密封的工作可靠性和使用寿命.     

核主泵用流体静压型机械密封耦合模型与性能分析

采用商业有限元软件建立了核主冷泵用流体静压型机械密封动、静环组件的非线性二维轴对称有限元模型,通过对接触状态的分析给出了合理的动、静环简化边界约束条件,基于此建立了热弹耦合数值模型,对雷诺方程、能量方程、热传导方程进行耦合求解,证明了所建立模型的正确性,并对静环端面尺寸参数进行了优化设计。为保证良好的稳态密封性能,计算结果推荐静环端面的锥角在300～350μrad范围内选择,台阶半径Rm在0.120～0.125m范围内取值。     

M100D型主泵机械密封工作原理及故障处理

主泵为压水堆核电站一回路的重要设备,其机械密封为一回路压力边界的薄弱环节,机械密封异常为主泵最为常见的故障,而大多数的异常都可以通过正确的系统操作来消除掉。本文通过对主泵机械密封功能的介绍、原理的分析给出处理主泵机械密封异常的处理方法,以期减少不必要的解体检修来节省维修费用。主泵为压水堆核电站一回路的重要设备,其机械密封为一回路压力边界的薄弱环节,机械密封异常为主泵最为常见的故障,而大多数的异常都可以通过正确的系统操作来消除掉。本文通过对主泵机械密封功能的介绍、原理的分析给出处理主泵机械密封异常的处理方法,以期减少不必要的解体检修来节省维修费用。     

核主泵一号密封低泄漏流量下运行可靠性研究

核主泵一号密封现场运行期间,多次出现超出厂家运行维护手册要求的低泄漏流量极端工况。由于缺乏一号密封低泄漏量时的判断标准,在现场出现上述极端工况时,判断一号密封是否可靠存在很大困难。以100型核主泵双锥角静压轴封为试验样品,通过流固热耦合分析模型以及试验台架,从仿真计算、台架静态试验、台架动态试验等方面研究一号密封可承受的最小泄漏流量。通过试验后检查一号密封的完好性,提出了一号密封最小泄漏流量的推荐限值,为现场核主泵一号密封极限工况的运行标准提供重要参考。     

泵用机械密封的泄漏分析及检修

泵用机械密封种类繁多,型号各异,但泄漏点主要有五处:1)轴套与轴间的密封;2)动环与轴套间的密封;3)动、静环间密封;4)静环与静环座间的密封;5)密封端盖与泵体间的密封。一般来说,轴     

核电厂主给水泵机械密封失效分析及改进

以实际工作中遇到的主给水泵机械密封失效问题着手,从机械密封的冷却水设计流量、机械密封冷却水过滤器的选型、机械密封换热器的安装位置、转子定位以及机械密封辅助密封圈的选择几个方面逐一分析对机械密封失效的影响,从而确定了失效的主要原因是机械密封静环座辅助密封圈在轴向微动时摩擦力增加,辅助密封圈轴向微动时被“挂”在静环座上,使静环补偿能力变差;再叠加机械密封冷却水过滤器选型不当,加速了机械密封磨损失效,并针对上述问题进行了相关改进。     

基于灰色预测理论和最优置信限法的核主泵机械密封可靠性分析北大核心CSCD

为了解决无失效数据情形下核主泵机械密封的可靠度评估问题,分析了大亚湾核主泵机械密封的运行数据,确定了其可靠度分布;利用MATLAB求取了定时截尾时间,建立了结合灰色预测理论和最优置信限法的可靠度分析模型;预测了无失效数据下核主泵机械密封的可靠度。研究表明:所建模型可以有效评估核主泵机械密封的可靠度,且在同等的置信水平下,形状参数范围已知时计算出的可靠度与真实值之间的相对误差较形状参数未知时降低10%。研究成果对无失效数据下核主泵机械密封的可靠性分析具有指导意义。     

动压型主泵机械密封注入水流场和温度场数值仿真研究

本文以ANDRITZ型核主泵用动压机械密封为研究对象,对机械密封的整体结构进行描述,建立其几何模型,使用ANSYS ICEM软件进行网格划分,并通过流体力学分析软件ANSYS FLUENT建立模型,分析其流场和温度场的分布情况。结果表明:该型机械密封腔内压力在密封端面处压力变化很大;流体在密封腔内侧,流速不稳定,呈波浪状分布;由于边界和材料的差异,动环和静环的温度分布规律并不一致,不同位置处温度梯度差异较为明显。     

苯酐泵的机械密封问题

苯酐泵因机械密封的国内技术不成熟,多依赖进口,如何有效防止苯酐泵的泄漏和苯酐堵塞泵体,是该设备正常运转的重要研究课题。     

核主泵流体动压型圆形深槽密封的热流耦合分析

以核主泵流体动压型圆形深槽第二级密封为研究对象,建立包括密封环、端面液膜和密封腔组成的三维跨尺度传热系统。采用Fluent软件,在流固交界面采用强制耦合,求解能量方程和N-S方程,获得端面间液膜、密封环、密封腔的流场分布、压力分布和温度分布,在此基础上研究转速、冲洗量和冲洗进出口位置对三维传热系统的影响。结果表明:冷却冲洗对于密封环的散热有显著效果;深槽能降低密封端面的温度,起到局部的冷却作用;深槽结构以及流体惯性作用,导致深槽两侧存在压力梯度;转速对温度场的影响远大于冲洗量的影响;冲洗进出口位置对密封环、密封腔的温度场影响较大,冲洗进出口位置均存在最优值,进口在无量纲量L/L0为4/7处最优,出口位于动环外周凸台处有较好的冷却效果。