Испытательные стенды

Натурные стенды для испытаний насосных агрегатов АЭС — это сложные, энергоемкие и дорогостоящие сооружения, требующие для их создания значительных капитальных затрат.

Гидравлическая схема стенда для испытаний опытного образца турбопитательного насосного агрегата АЭС с реактором ВВЭР-1000 представлена на рис. 3.1. Основные параметры стенда: максимальная подача 3000 м³/ч; давление на входе бустерного и основного насосов 0,6 и 2,5 МПа соответственно; давление в напорном трубопроводе 10,0 МПа; температура воды при длительных испытаниях 155 °С; мощность приводных электродвигателей бустерного и основного насосов 1000 и 8000 кВт; расход и температура запирающей воды на уплотнения валов бустерного и основного насосов 60 м³/ч и 40—80 °С; частота вращения вала бустерного насоса 1420 об/мин, основного — 2980 об/мин.

В состав стенда входят также системы и установки, позволяющие проводить испытания насосов в условиях, близких к натурным на АЭС [6].

Рис. 3.1. Гидравлическая схема испытательного стенда питательных насосов АЭС:
— трубопроводы высокого давления; — безнапорные трубопроводы;
------ трубопроводы охлаждающей воды

Питательная вода из бака 1 через фильтр 13 поступает к бустерному насосу 9, который подает ее к основному питательному насосу 6. Привод основного насоса — двигатель 4 и гидромуфта 5, бустерного — асинхронный электродвигатель 8. В бак 1 питательная вода возвращается через дроссель 10 и теплообменник 12. Заполнение бака 1 обеспечивается насосом 3 через фильтр 2. От напорной линии насоса 3 холодная очищенная вода по трубопроводу 7 подается к концевым уплотнениям бустерного и основного насосов и отводится по трубопроводам 11. Масло на гидромуфту и подшипники роторов подается от специальной маслоустановки. Для поддержания постоянной температуры питательной воды в испытательном контуре используется градирня.

На рис. 3.2 представлена гидравлическая схема стенда для проведения приемосдаточных и периодических испытаний пяти типов вертикальных конденсатных насосов АЭС. Насосы испытываются на чистой технической воде при номинальной частоте вращения. Параметры стенда: подача до 3600 м³/ч, давление в напорном трубопроводе до 3,2 МПа, температура воды при длительных испытаниях не превышает 50 °С, температура воды системы охлаждения 33 °С, расход запирающей воды на один насос до 3 м³/ч, расход технической воды системы охлаждения при длительных испытаниях до 60 м³/ч, объем основных и кавитационных баков 58 м³, объем воды в испытательном контуре 130 м³. 86
В состав испытательного стенда входят замкнутый циркуляционный контур, система материального баланса, система снабжения стенда технической водой, система КИП и автоматики.

Циркуляционный контур включает всасывающие 27, 31 и напорные 6, 15 трубопроводы, основной 22, кавитационный 26 и мерные 2, 7 баки, запорную и регулирующую арматуру 17, 20, 28, 30, а также испытуемые насосы 1,5. Каждый тип испытуемого насоса в зависимости от диаметра входного патрубка имеет отдельный всасывающий трубопровод. На входном участке на расстоянии двух диаметров трубопровода от входа в насос располагаются устройства 29 и 32 для замера давления. Напорные трубопроводы имеют устройства 4 и 9 для замера давления и вентили 3 и 8 для удаления воздуха. Кавитационный бак служит для создания необходимого давления во всасывающем трубопроводе и выполняет роль успокоителя. Воздух, который выделяется из воды при откачке вакуумными насосами 23, отводится по линии 25. При длительных испытаниях, когда запаса воды в основном баке 22 недостаточно для поддержания постоянной температуры в контуре, к нему по линии 21 подается холодная техническая вода от отдельной насосной станции 18. Та же вода по линии 24 через фильтры 19 подается для запирания уплотнений, охлаждения подшипников и электродвигателей. Измерительные устройства 16 в виде сужающихся сопл имеют подводящие и отводящие участки трубопроводов, которые изготовлены из нержавеющей стали. Каждое из четырех мерных устройств рассчитано на определенный диапазон подач.

В процессе испытания насоса часть воды циркуляционного контура через уплотнения вала сливается по линии 10 в бак 11. Подпитка контура для компенсации утечек и поддержания необходимого давления на входе в насос осуществляется насосом 4 через фильтры 12 в основной бак 22. Возможна также подпитка от насосной станции 18; при этом насос 14, опорожняя сливной бак 11, возвращает воду в трубопровод 13 насосной станции. Температурный режим подпиточной воды стенда поддерживается градирней.

Рис. 3.2. Гидравлическая схема испытательного стенда вертикальных конденсатных насосов АЭС:
—трубопроводы главного контура; — вспомогательные трубопроводы;
------—слив протечек; X—X—X—X — Воздушные трубопроводы