ชุดติดตั้งเพิ่มปั๊มมอเตอร์กระป๋องสำหรับปั๊มล้างน้ำปฏิกรณ์
ในเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเดือด (บีดับเบิลยูอาร์ ) มีระบบทำความสะอาดน้ำในเครื่องปฏิกรณ์ (ร.ว.ศ ) ที่ออกแบบมาเพื่อรักษาคุณภาพน้ำของเครื่องปฏิกรณ์โดยการกรองและการแลกเปลี่ยนไอออน คุณภาพน้ำเป็นสิ่งสำคัญในการลดการกัดกร่อนและป้องกันการเกิดคราบสกปรกของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนภายในเครื่องปฏิกรณ์ ระบบนี้ใช้ปั๊มเพื่อหมุนเวียนส่วนหนึ่งของของเหลวทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ ซึ่งโดยทั่วไปประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์ของอัตราการไหลของน้ำป้อน ผ่านระบบกรอง1 ; ;
ภาพ
1: การออกแบบและคุณสมบัติของปั๊มมอเตอร์แบบกระป๋องทั่วไป (เอื้อเฟื้อรูปภาพโดย เฮย์เวิร์ด
ไทเลอร์
)
โดยทั่วไปแล้ว บีดับเบิลยูอาร์ ได้รับการออกแบบและสร้างด้วยปั๊มดูดปลายคู่ที่ใช้การผนึกเชิงกลระหว่างเพลาปั๊มและตัวเรือนปั๊ม ขึ้นอยู่กับการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ ปั๊มเหล่านี้ทำงานก่อนหรือหลังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน โดยมีอุณหภูมิของของเหลวที่สูบตั้งแต่รอบข้างจนถึง 575 F โดยปกติแล้วปั๊มเหล่านี้จะมีความสูง 500 ถึง 575 ฟุตที่ 160 ถึง 500 แกลลอนต่อนาที (จีพีเอ็ม ) และเป็น ออกแบบมาสำหรับ 1,400 ถึง 1,420 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ) ;
ปัญหา
ความดันสูงและอุณหภูมิสูงในบางครั้งของการใช้งานนี้ทำให้ซีลเชิงกลแบบดั้งเดิมมีอายุการใช้งานที่เพียงพอได้ยาก กรณีศึกษานี้เน้นที่โรงงานนิวเคลียร์ที่ประสบความล้มเหลวของซีลเชิงกลประมาณทุก ๆ สามเดือนทั่วทั้ง บีดับเบิลยูอาร์ นอกจากความล้มเหลวของซีลแล้ว ปั๊มเหล่านี้ยังมีความล้มเหลวของตลับลูกปืนกันรุนเป็นครั้งคราว โรงงานใช้ปั๊ม ร.ว.ศ สองตัวต่อเครื่องปฏิกรณ์หนึ่งเครื่อง
ภาพ
2: ประกอบชุดดัดแปลงปั๊มมอเตอร์กระป๋องให้สมบูรณ์พร้อมการตรวจสอบสภาพแบบกำหนดเอง
ปั๊มได้รับการออกแบบสำหรับ 1,410 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ที่ 150 F และพัฒนาหัว 500 ฟุตที่ 180 จีพีเอ็ม น้ำที่สูบผ่านระบบนี้มีกัมมันตภาพรังสี หมายความว่าซีลและตลับลูกปืนกันรุนชำรุด จำเป็นต้องมีการบำรุงรักษา ซึ่งทำให้คนงานได้รับรังสีปริมาณสูง นอกจากการได้รับรังสีและค่าใช้จ่ายสูงที่เกี่ยวข้องกับความล้มเหลวแล้ว ปั๊มหนึ่งในสองตัวที่ออฟไลน์ยังส่งผลให้คุณภาพน้ำเสื่อมโทรมลงจนถึงระดับที่ต้องปิดเครื่องปฏิกรณ์ภายในไม่กี่วัน
วิธีการแก้
โรงงานได้เรียนรู้ว่าประสบความสำเร็จในการติดตั้งเครื่องสูบน้ำแบบไร้ซีลสำหรับสิ่งนี้ที่ไซต์อื่นๆ ซึ่งดำเนินการโดยไม่มีความล้มเหลวหรือการบำรุงรักษามากว่าหกปี หลังจากตรวจสอบต้นทุนเงินทุนเทียบกับผลที่ตามมาของการรั่วไหล ทั้งในแง่การเงิน แต่ที่สำคัญกว่านั้นขึ้นอยู่กับความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น โรงงานเลือกที่จะติดตั้งมอเตอร์กระป๋องเพิ่มเติมของปั๊มดูดปลายท่อคู่ที่มีอยู่
ด้วยการใช้ชุดติดตั้งเพิ่มเติมสำหรับมอเตอร์กระป๋องแนวนอน พวกเขาสามารถเก็บกล่องปั๊มที่มีอยู่และขจัดความจำเป็นในการปรับเปลี่ยนท่อใดๆ ในห้องได้ ส่วนหนึ่งของขอบเขตของการจัดหาในโครงการนี้คือใบพัดที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมย้อนกลับเพื่อให้ตรงกับประสิทธิภาพระบบไฮดรอลิกดั้งเดิมพร้อมกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ออกแบบเองสำหรับชุดติดตั้งเพิ่มเติมสำหรับมอเตอร์กระป๋อง
ออกแบบ
ภาพ
3: การวิเคราะห์แบบโมดอลเพื่อกำหนดโหลดแผ่นดินไหว
ปั๊มมอเตอร์กระป๋องใช้มอเตอร์/เพลาปั๊มทั่วไปที่เปียกน้ำเต็มที่และอยู่ภายในขอบเขตแรงดันที่กำหนดสำหรับอุณหภูมิการออกแบบและแรงดันตามรหัสหม้อไอน้ำและภาชนะรับแรงดันของ อเมริกัน สังคม ของ เครื่องกล วิศวกร (กับฉัน ) มาตรา สาม
ชุดติดตั้งเพิ่มเติมประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก 5 ชิ้น ได้แก่ ชุดคอระบายความร้อน ชุดมอเตอร์/สเตเตอร์ ชุดฝาครอบมอเตอร์ ชุดหมุน และตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ชุดคอระบายความร้อนจะแยกของไหลที่สูบร้อนออกจากโพรงมอเตอร์ที่ระบายความร้อน ซึ่งตลับลูกปืนและขดลวดมอเตอร์จะมองเห็นประสิทธิภาพและอายุการใช้งานที่เพิ่มขึ้นด้วยอุณหภูมิที่ต่ำลง
เคสมอเตอร์/ชุดสเตเตอร์ประกอบด้วยขดลวดมอเตอร์ที่ห่อหุ้มด้วยเรซิน (ไม่ใส่เรซินเพื่อความชัดเจนในภาพที่ 1) ด้านหลังกระป๋องสเตเตอร์แบบบางที่ทนทานต่อการกัดกร่อนซึ่งเป็นตัวกั้นช่องมอเตอร์ที่เต็มไปด้วยของไหล นอกจากนี้ยังมีตลับลูกปืนแบบรัศมีและที่นั่งสำหรับตลับลูกปืนกันรุนหลัก
ชุดประกอบฝาครอบมอเตอร์มีพื้นที่สำหรับตลับลูกปืนกันรุนและบรรจุตลับลูกปืนกันรุนแบบย้อนกลับ รวมทั้งมีจุดเชื่อมต่อสำหรับท่อแลกเปลี่ยนความร้อน
ส่วนประกอบที่หมุนได้ประกอบด้วยเพลาที่มีส่วนประกอบทางไฟฟ้า (การเคลือบ แท่งโรเตอร์ วงแหวนลัดวงจร) ที่ได้รับการปกป้องจากโพรงที่เต็มไปด้วยของไหลโดยกระป๋องโรเตอร์ เช่นเดียวกับพื้นผิววารสารแบบชุบ แผ่นดัน และใบพัดที่ออกแบบวิศวกรรมย้อนกลับ ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนคือตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อที่ถ่ายเทความร้อนจากของไหลของมอเตอร์ไปยังการไหลของน้ำหล่อเย็นที่จ่ายจากภายนอก
คุณสมบัติ
ไม่มีซีลเชิงกล
นี่คือคุณสมบัติหลักของการออกแบบนี้ การไม่มีแมคคานิคัลซีลช่วยลดโอกาสการรั่วไหลหรือความล้มเหลวที่อาจส่งผลให้เกิดการรั่วไหล เพิ่มความปลอดภัยให้กับปั๊ม มอเตอร์กระป๋องมีการบรรจุสองครั้ง โดยหลักคือกระป๋องสเตเตอร์และรองที่กล่องมอเตอร์
หากไม่มีโอกาสเกิดการรั่วไหล อลาร่า จะใช้เวลาเป็นศูนย์ (น้อยที่สุดเท่าที่ทำได้) ในห้องเพื่อทำความสะอาดน้ำหมุนเวียนของเครื่องปฏิกรณ์เนื่องจากปั๊มมีปัญหา นอกจากนี้ยังช่วยลดความจำเป็นในการเปลี่ยนชิ้นส่วนสึกหรอของซีล
ตลับลูกปืนอุทกพลศาสตร์
ตลับลูกปืนไฮโดรไดนามิกเป็นผลิตภัณฑ์หล่อลื่นและไม่ต้องการระบบของไหลภายนอก จึงช่วยลดความจำเป็นของระบบเสริม ตลับลูกปืนกันรุนหลักได้รับการออกแบบมาสำหรับแรงขับตามแนวแกนที่เกิดจากใบพัดในระหว่างการทำงานทั่วไป แผ่นกันรุนแบบหมุนจะสร้างลิ่มฟิล์มของเหลวกับแผ่นเอียงที่อยู่กับที่ แผ่นปรับเอียงและตัวเรือนที่นั่งทรงกลมช่วยให้สามารถแก้ไขการเยื้องศูนย์และการทำงานแบบไดนามิกของโรเตอร์ที่เสถียร ;
ตลับลูกปืนกันรุนแบบย้อนกลับได้รับการออกแบบมาสำหรับการหยุดทำงาน การทำงานที่ผิดปกติ และสภาวะการเริ่มต้น/ปิดเครื่อง แผ่นกันรุนแบบหมุนจะสร้างลิ่มฟิล์มของไหลกับสเต็ปแบริ่งในฝาครอบมอเตอร์
ตลับลูกปืนเรเดียลได้รับการออกแบบมาสำหรับน้ำหนักของโรเตอร์ แรงในแนวรัศมีของใบพัด และการดึงแม่เหล็กที่ไม่สมดุลของมอเตอร์ไฟฟ้าระหว่างการทำงาน พื้นผิวของวารสารที่หมุนบนโรเตอร์จะสร้างฟิล์มของไหลบนตลับลูกปืนปลอกสองอัน
ตลับลูกปืนอุทกพลศาสตร์จะสึกหรอระหว่างการเริ่มต้นและปิดเครื่องเท่านั้น เมื่อฟิล์มของไหลกำลังพัฒนา สิ่งนี้ทำให้เพิ่มช่วงเวลาการบำรุงรักษาเมื่อเปรียบเทียบกับตลับลูกปืนแบบสัมผัส
ใบพัดเสริมในแผ่นขับดัน
รูเรเดียลที่เจาะในแผ่นกันรุนทำหน้าที่เป็นใบพัดเสริมในการหมุนเวียนของไหลของมอเตอร์ผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน เพื่อเพิ่มการถ่ายเทความร้อนไปยังน้ำหล่อเย็นผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน
ล้างอย่างต่อเนื่อง ;
การล้างอย่างต่อเนื่องด้วยน้ำที่ไม่ผ่านการฉายรังสีทำให้สามารถชะล้างช่องมอเตอร์ได้อย่างต่อเนื่อง ในที่สุดก็ไหลผ่านวงแหวนระหว่างโรเตอร์และคอระบายความร้อนเข้าไปในของไหลในกระบวนการ ซึ่งช่วยลดระดับการแผ่รังสีภายในมอเตอร์ ส่งผลให้ปริมาณรังสีที่คนงานได้รับระหว่างการบำรุงรักษาลดลง
โครงสร้างสแตนเลส ;
พื้นผิวเปียกน้ำทั้งหมดเป็นสแตนเลส ป้องกันการผุกร่อนภายในชุดติดตั้งเพิ่ม
และการปนเปื้อนภายในเครื่องปฏิกรณ์และระบบ ร.ว.ศ
การออกแบบที่กำหนดเอง ;
การติดตั้งเพิ่มเติมนี้มาพร้อมกับแพ็คเกจเซ็นเซอร์ที่ออกแบบเอง ซึ่งรวมถึงสเตเตอร์ที่พันขดลวด ร.ฟ.ท , เทอร์โมคัปเปิลแบบโพรงตลับลูกปืน, ทรานสดิวเซอร์ปัจจุบัน, มาตรวัดความเร่งสำหรับการวัดการสั่นสะเทือน และแผงที่มีซอฟต์แวร์ตรวจสอบสุขภาพและการจัดเก็บข้อมูล
ขอบเขตแรงดันได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะตามรหัส กับฉัน บอยเลอร์ และ ความดัน เรือ รหัส ส่วน สาม จนถึงปีรหัสของการออกแบบสำหรับโรงงาน แรงดัน/อุณหภูมิการออกแบบที่จำเป็น และเกณฑ์การรับแรงแผ่นดินไหวที่จำเป็นของโรงงาน การวิเคราะห์โมดอลสำหรับชุดติดตั้งเพิ่มเติมแสดงในภาพที่ 3
เนื่องจากไม่ทราบโหลดไฮดรอลิกดั้งเดิม สิ่งเหล่านี้จึงต้องสร้างแบบจำลองโดยใช้พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ ตลับลูกปืนแบบกำหนดเองได้รับการออกแบบมาสำหรับเอาต์พุตการโหลดในแนวรัศมีและแนวแกนจากไดนามิกของของไหลเชิงคำนวณที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบไฮดรอลิกที่มีอยู่ การออกแบบทำให้มั่นใจได้ว่า ที่อุณหภูมิการทำงานและการรับน้ำหนัก ตลับลูกปืนจะทำงานในบริเวณอุทกพลศาสตร์และมีความเสถียรแบบโรไดนามิก
ชุดติดตั้งเพิ่มเติมสำหรับมอเตอร์กระป๋องได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อให้พอดีกับและใช้เคสปั๊มที่มีอยู่ ใบพัดที่มีอยู่ได้รับการออกแบบวิศวกรรมย้อนกลับโดยใช้เทคนิคต่างๆ รวมทั้งการสแกน 3 มิติและการวัดด้วยตนเองเพื่อให้แน่ใจว่าเส้นทางของใบพัดถูกต้อง
ภาพที่ 4: การออกแบบใบพัดแบบวิศวกรรมย้อนกลับ
การสแกนใบพัดแบบ 3 มิติแบบดั้งเดิมอาจทำได้ยาก เนื่องจากรูปทรงของใบพัดแบบกวาดและพื้นผิวด้านในที่บอด สิ่งนี้อาจต้องการให้ผู้สร้างแบบจำลอง คนถ่อย สอดแทรกรูปทรงเรขาคณิตที่ไม่สามารถสแกนได้ตรงกลางทางไฮดรอลิก ทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างแบบจำลองกับรูปทรงใบพัดจริง ;
เนื่องจากความสำคัญของทางเดินไฮดรอลิกทั้งหมดเพื่อสร้างภาระงานที่จำเป็น จึงมีการใช้เทคนิคที่เป็นกรรมสิทธิ์ใหม่เพื่อสแกนทางเดินทั้งหมดและสร้างแบบจำลอง เทคนิคใหม่นี้ไม่ทำลายและให้ข้อมูลสำหรับทุกพื้นผิว
ใบพัดที่ออกแบบวิศวกรรมย้อนกลับได้รับการตรวจสอบโดยใช้การสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ และจากนั้นระหว่างการทดสอบประสิทธิภาพในโรงงาน ในการใช้งานนี้ ใบพัดที่ทำวิศวกรรมย้อนกลับได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ประสิทธิภาพเหมือนกับของเดิม แต่สามารถออกแบบเองสำหรับจุดหน้าที่อื่นหรือเพื่อประสิทธิภาพใหม่ทั้งหมด
แบบจำลอง 3 มิติของใบพัดวิศวกรรมย้อนกลับสำหรับแอปพลิเคชันนี้แสดงในภาพที่ 4 ;
https ://www .ระบบปั๊มทราย .คอม /