Устройство для аварийной подачи смазки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОЙ ПОДАЧИ СМАЗКИ, преимущественно жидкости нитрин, содержащее сосуд с аварийным запасом смазки, выход из которого подключен к входу в подшипники на линии подачи смазки от насоса, после установленного за насосом обратного клапана, и емкость для аккумулирования давления, соединенную нижней зоной с верхней зоной сосуда, при этом со суд оснащен датчиком уровня жидкости, отличаюшееся тем, что , с целью повьпиения надежности работы, емкость для аккумулирования давления ,снаб... жена нагревателями и теплоизоляцией и g частично заполнена жидкостью нитрин, при этом соединение нижней зоны емкости (Л с верхней зоной сосуда, содержащего аварийный запас смазки, выполнено в виде S -образного трубопровода, причем верхняя зона S-образного трубопрсшода заполнена неконденсируемыми газами.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) g 1) 16 N 7/00 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3558250/25-08 (22) 28.02.83 (46) 15.04.84. Бюл. Ж 14 (72) А,В,Наганов и Л.Д.Бойко (71) Институт ядерной энергетики

АН БССР (53) 621. 89(088. 8) (56) 1. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. М., Машгиз, 1963, с. 392-400.

2. Маргулева Т.Х. Атомные электрические станции. M., "Высшая школа", 1974, с. 188-192.

3, Устройство для аварийной подачи смазки установки "Вихрь-2 . Отчет

hb 24838 "8". ИЯЭ АН БССР, 1980 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОЙ ПОДАЧИ СМАЗКИ, преимуп(ественно жидкости нитрин, содержащее сосуд с аварийным запасом смазки, выход из которого подключен к входу в подшипники на линии подачи смазки от насоса, после установленного за насосом обратного клапана, и емкость для аккумулирования давления, соединенную нижней зоной с верхней зоной сосуда, при этом со.суд оснащен датчиком уровня жидкости, отличаюшееся тем,что,с целью повышения надежности работы, емкость для аккумулирования давления,снаб жена нагревателями и теплоизоляцией и частично заполнена жидкостью нитрин, 3 при этом соединение нижней зоны емкости с верхней зоной сосуда, содержащего аварийный запас смазки, выполнено в виде S -образного трубопровода, причем верхняя зона S -образного трубопровода

Ю заполнена неконденсируемыми газами.

1 1С>862

Изобретение отнрсится к устройствам, аккумулирующим давление, преимущественно для аварийной подачи жидкости типа нитрин, смазывающей гидростатические подшипники и может быть использовано в энергетическом и химическом машиностроении дпя создания устройств, аккумулирукицих давление в контурах устано-. вок с повышенными требованиями к чистоте рабочей среды.

I0

Так„подшипники турбины эчергетической установки, работающей на теплоносителе нитрин, из-за высоких требований к чистоте теплоносителя практически возможно смасывать только жид- . костью нитрин, причем для обеспечения дОстаточной Hecущей способности смазки йодшипники выпалняют гидростатическими, так как жидкость питрин имеет малые вязкость и смазывающую способность. В 20 случае отказа насоса смазки для предотвращения задира ротора турбины в подшил. никах необходимо обеспечить подачу жидкости нитрин в течение времени выбега ротора турбины От аварийного источника давления, Известны аккумуляторы давле>ги раыгичного т>ша, применяемые обычно для аьарийной подачи смазки на под>нипники (1 j, При .,-трименекГН их для жидкости IHIzpHH по з0

ТУ 6-02-2-568-81 проявляются их су шест венные недостатки.

Б газогидравлических аккумуляторах без разделительной перегородки возмо>кно попада>гне газа) служащего gT_#_ накОпле- д ния энергии, в контур. Кроме того, возм0>кная утечка B а из аккумуляторю тре бует сложнОй системы контроля и воссч а-HoBHelHJH газового Объема, Г ри применении разделительных пере- 40 городок между жидкостью и газом из-за высокой агрессивности жидкости нитрин затруднен выбор материала перегород>и, а также создание конструкции разделительно1-о поршня щи механического, пру- 45 ининого аккумулятора. Гибкая разделит епь. ная перегородка, кроме того, ограничи=вает аккумулируюшую способность устрой.ства величиной своей податливбсти.

Известны также устройства для накоп-„

„50 ления энергии э замкнутом контуре— паровые компенсаторы объема, в которых источником давления служит пар рабочего тела контура 323, Однако температура жидкости, находящейся в таком компенсаторе, равна температуре насьпценных паров, а при антк>почении насоса смазки и Осуществлении

92 2

ПОдачи >кядкосГИ за счет энергии накОп ленной в паровом компенсаторе Объема, поступаю.".цая из него HB подшипники жид:: кость находится на линии насьпцения и вскипает в камерах гидростатических подшипников, что ведет к преждевременной потере подшипниками несущей способности.

Наиболее близким к изобретению по назначению и технической сущности является устройство для аварийной подачи

>l0Iд>сОсти нитрин HB смазку гидроста-. о

Гических пОДшипникОВ и урби ны энергетической установки, теплоносителем которой является нитрин (ТУ 6-=02-2-568-81) содержащее сосуд " аварийным запасом смазки, выход из котос огс подключен к входу в подщигиики на пинии подачи смаз= ки or насоса, после установленного за насосом Обратчого клапана, и емкость для аккумулирования давления, соединенные нижней зоной с верхней зоной сосуда, при "=roì сосуд Оснащен датчиком уровня жидкости ГЗ 1.

Однако жидкостью ннтри:-." взаимодей= с вуют загрязняющие ео средьi:- азст и кислород, так как верхняя часть сосуда с аварииным запасом смазки заполнена сжатым воздухом. lGoT сравнительно легко растворяется в жидкости нитрин и гопадает ь контур энергетической установки,-, Увеличение в теплоносителе нитрин растворенного неконденсируемого газ::. — азота приводит к сунже>п-;;ю надежности работы установкч. Кислород, содержащийся в сжатом воздухе, окисляет окись азота, явпяющу1ося ингибиГОром коррозии В теплонОсителе нитрин, что также сникает надежность работы. Кроме того, высокие гре-бования к чистоте теплоносителя вызывают зна-::.итепьные затраты на осушку и очиску сжатого воздуха,. Контактирую-щего с жидкостью нитрин, 1 елью изобретения является повышение надежности работы пугем предотвращения конт".кта теплоносителя lrerpaH с за -ря-. няющ и cpeg05 и нагрева аварийного

=-апаса смазки.

Для дсстиженич поставленной цели в устройстве, содержащем сосуд с аварий.ным запасом смазка«выход ксгорогс

nogmпОчен к входу в подшигнгки на ли>am подачи смазки от насоса, Нос пе устачоьленного за насосом обратного клапана, и емкость для атпсумулирсва ния давления, соединечну>о щжней зоной с верхней зоной сосуда при этом сосуд

0862 оснащен датчиком уровня жидкости, емкость для аккумулирования давления снабжена нагревателями и теплоиэоляцией и частично заполнена жидкостью нитрин, при этом соединение нижней зоны емкости с верхней зоной сосуда, содержащего аварийный запас смазки, выполнено в виде -образного трубопровода, причем верхняя зона 5 -образного трубопровода заполнена неконденсируемыми газами. >0

Использование пара жидкости нитрин

Ф для аккумулирования давления предотвра-. щает повышение концентрации, содержащихся в теплоноситепе неконденсируемых газов, что улучшает кавитационные характеристики теплоносителя, повышает эффективность работы теплообменных аппаратов энергетической установки, что приводит к повышению надежности ее работы. 20

Снабженный охлаждением» -образный трубопровод с газовой подушкой обрв зует термическое сопротивление.

Термическое сопротивление между па- 25 ром и жидкостью, предназначенной для аварийной смазки подшипников, предотвращает разогрев смазки, вскипание ее в

1 камерах гидростатических подшипников и приводит к повышению надежности работы 30 установки.

Нв чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства и его подключение к системе подачи смазки на гидроствтические подшипники. 35

Устройство состоит из сосуда 1 с аварийным запасом жидкости нитрин. Сосуд оборудован датчиком уровня жидкости 2, и выход из сосуда подключен к входу в гидростатический подшипник 3 40 на линии подачи смазки от насоса 4 после обратного клапана 5. В подшипнике установлен ротор 6 агрегата энергетической установки, например турбины.,Пля контроля давления в линии подачи смаэ- 45 ки на гидроствтические подшипники установлен датчик дарения 7.

Для аккумулирования давления в предлагаемом устройстве применена емкость 8, частиччо заполненная жидкостью нитрин, 50 оборудоввчная нагревателями 9 и 10, предохранительным клапаном 11, датчиками температуры 12 и уровня жидкос= ти 13, в также теплоизоляцией 14.

Нижняя зона емкости 8, аккумулирую- 55 щей давление, соединена с верхней зс>ной сосуда 1, содержащего аварийный запас смазки, 5 -образным трубопроводом

9 4

15, верхняя зона которого заполнена неконденсируемыми газами и соединена через клапан 16 с системой очистки от неконденсируемых газов. С системой очистки cîåäèíåíà также через клапан 17 верхняя зона емкости, аккумулирующая давление, нижняя зона которой соединена через клапан .1"6 с линией Подачи смазки нв гидростатическив подшипники.

Сосуд, содержащий аварийный запас смазки, и 5 -образный трубопровод снабжены охлаждением, например потоком воздухе 19, и для повышения эффективности теппообменв могут быть оребрены.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При заполнении контуров установки теплоносителем нитрин заполняют жидкостью систему смазки подшипников.При этом открывают клапан 18 для:-".полнели емкости 8 и клапаны 16, 17 для отвода неконденсируемых газов. Заполнение ведут до появления сигнала от датчика уровня 2, установленного на сосуде

1 с аварийным запасом смазки, после чего клапаны 16-18 закрывают. В верхней зоне !3 -образной трубы 15 остаются неконденсируемые газы, образующие газовую подушку.

При работе установки включают насос 4 и нагреватели 9,10. Насос 4 п дает жидкость нитрин через обратный клапан 5 нв гидростатические подшипники 3, которые обеспечивают вращение ротора G. За счет нагрева жидкости в емкости 8 часть жидкости испаряется, образуя паровую подушку, часть - вытесняется в контур подачи смазки, и в емкости 8 устанавливается температура Т> равная температуре насьцценных паров жидкости нитрин при рабочем дылении

Р, в контуре смазки, создаваемом насосом 4. При этом температуру измеряют датчиком 12, в объем паровой подуцйи контражруют датчиком уровня 13.

После достижения в емкости 8 необходимых параметров отключают один иэ нагревателей (основной1 9, а нагреватель 10 остается велюче»цшм для компенсации потерь тепла иэ емкости 8, которое возможно через теплоиэоляцию 14 и соедините»ц ные трубопроводы.

Зв счет обдувв потоком воздуха 19

Tp4"бопроводв 1 5 B сосуда 1, B T68UKB за счет наличия в верхней части трубопроьода 15 газовой подушки, препятствующей подводу тепла к жидкости, нахо5 10862 дящейся в сосуде,l, эа счет конвекции температура жидкости в сосуде 1 поддерживается в пределах, не превышающих температуру смазки, подаваемой насосом 4. 5

При работе установки, в случае отказа основного источника давления в системе смазки подшипников - насосе 4, безаварийный выбег ротора 6 обеспечивается за счет подачи жидкости на под- l0 шипники 3 из сосуда 1 с аварийным запасом смазки, при этом обратный клапан 5 препятствует протоку жидкости через неработаккций насос 4.

Подача жидкости осуществляется за . счет энергии пара, аккумулированной в емкости 8, причем используется энергия .,пара, как имеющегося в паровой подушке емкости 8 и расширяющегося от Р„ до Р,, где Р . — ми жмально допусти- 2о яйп rn> n мое для работы гидростатических подшипников 3 давление в линии подачи смазки, так и пара, образующегося при вскипании жидкости в емкости 8, нагретой до температуры Т, при cm25 женин давления до Р

Количество энергии, аккумупированной в емкости 8, пренебрегая теплом, аккумулированным в металлоконструкции сосуда и мессой паровой подушки в нем, может быть „определено как:

5 5 @@ Ã Ф1п+ п где m - масса жидкости в емкости 8 при температуре Т, т.е. в исходном рабочем состоянии;

3 — энтальпия жидкости при темпеpетуре Т

3„„, „- энтальпия пары при давлении

*ПЫ1

"mn

4О

3. „„- "-нтельпия жидкости при девлеHHH Р

y Q — месса пара заполняющего сосуд 1 при давлении Р,.„.

Следовательно, объем емкости 8 дол- жен быть таким, чтобы после достижения е ней температуры Т5 и испарения части жидкости масса жидкости в емкости 8 была не меньше, чем определенная из приведенной формулы.

S0

Уровень жидкости в емкости 8 контролируют датчиком 13, и в случае утечки рабочего тела иэ емкости 8, например за счет протечек предохранительного клапана 11, открывая клапан 18, производят восстановление уровня жидкости, Объем газовой подушки в верхней части g -образного трубопровода 15 при работе установки может увеличиться, тек кек эте точка явцяется практически верхней дпя системы смазки подшипников. Неконденсируемые гизы, которыми для среды нитрин являются азот, окись азоте и закись азота, легче нитрина и его перов, накапливаются в верхних точках застойных зон контуров, которой является устройство для аварийной подачи смазки, е особенностью теплоносителя нитрин является то, что при работе ус— теновки неконденсируемые газы могут появля=ься в теплоносителе, например, в результате радиационно- термического разложения, и переносятся по всем контурам установки в результате их хорошей растворимости в витрине Попадая в застойную зону — сосуд 1, неконденсируемые газы отделяются от жидкости, и в результате объем газовой подушки в трубопроводе 15 и сосуде- 1 может уведи .иться, что приводит к пониженик уровня жидкости в сосуде 1. Дпя обеспечения необходимого для выбеге ротора количества аварийного запасе смазки по сигналу от датчика уровня 2 открывают клапан 16 и сдувают избыток неконденсируемых газов B систему очистки.

После срабатывания устройстве и ос» теновки ротора 6 нагреватель 10 отключают и устраняют причину отказа насосом 4. Для возвращения устройстве в исходное состояние включают насос 4, открывают клепан 18 и восстанавливают уровень жидкости в емкости 8 по датчику 13, включают нагреватели 9,10, сосуд 1 заполняется жидкостью от рабо- " тающего насоса 4, е имеющиеся в сосуде 1 неконденсируемые газы вытесняются в верхнюю зону трубопроводе 15.

Таким образом, зе счет испопьзовения пара теплоносителя ннтрин для аккумулирования давления предотвращается загрязнение контуров установки посторонними средами без применения гибких перегородок иди подвижных элементов, ть еющих малую надежность. В то же время локализация тепле, используемого дпя создания запаса энергии, в емкости 8 теплоизспяцией емкости 8 и охлаждением сосуде 1, е также созданием термического сопротивления между сосудами

8 и 1 путем охлаждения соединительного трубопровода 15 и организацией в нем газовой подушки позволяет предотвра тить вскипание смазки в камерах подшипнике 3 при аварийной подаче смазки

7 1О86292 8 из сосуда 1, что повышает надежность и уменьшение потерь окиси азота — инработы установки, обеспечивая безава- гибитора коррозии теппоносителя нитрин, рийный выбег ротора 6. кроме того, позволяет исключить затраИзобретение повышает надежность ты на очистку и осушку сжатого воздуработы установки за счет снижения кс- g ха, применяемого в базовом объекте личества попадающего в контуры азота — для аккумулирования давления.

17

Составитель В. Гришков

Редактор Н. Швыдкая Техред В.Дадекорей Корректор B. Синицкая

Заказ 2225/39 Тираж 613 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4