Экспериментальное обоснование узлов уплотнений реакторных установок с ВВЭР

• Автор: Конюшков, Александр Григорьевич
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Подольск
• Количество страниц: 210 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ф Основные условные обозначения, индексы и сокращения.

Введение

Глава 1. Анализ условий работы и конструкций узлов уплотнений разъемных

соединений РУ с ВВЭР

1.1. Основные принципы обеспечения герметичности разъемных соединений РУ

1.2. Прокладки и прокладочные материалы узлов уплотнений и их свойства.

ф 1.3. Модернизация разъемных соединений РУ с применением материала

на основе терморасширенного графита.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Типы испытательных стендов и методика экспериментов по

обоснованию узлов уплотнений разъемных соединений РУ
2.1. Методические стенды
2.2. Одноконтурные стенды с естественной циркуляцией теплоносителя.
2.3. Двухконтурные стенды с принудительной циркуляцией теплоносителя
2.4. Стенды горячих обкаток.
2.5. Методика определения усилий затяжки узлов уплотнений и снижения
ф усилий затяжки в процессе горячих циклических испытаний
2.6. Методика определения деформаций элементов узлов уплотнений
2.7. Методика определения герметичности узлов уплотнений разъемных соединений.
Выводы по главе 2
Глава 3. Экспериментальное обоснование узлов уплотнений разъемных
соединений РУ с ВВЭР.
3.1. Экспериментальное обоснование узлов уплотнений верхнего блока РУ
3.2. Экспериментальное обоснование узлов уплотнений приводов СУЗ ШЭМЗРУ В.
Ф 3.3. Экспериментальное обоснование узлов уплотнений коллекторов и
люков лазов парогенераторов РУ с ВВЭР.
3.4. Экспериментальное обоснование узлов уплотнений блоков ТЭН КД
РУ В1 ООО
Выводы по главе 3.
Глава 4. Использование полученного опыта экспериментального обоснования ф узлов уплотнений в дальнейшей модернизации разъемных
соединений РУ
4.1. Задачи по экспериментальному обоснованию узлов уплотнений главного разъема реактора и пути их решения.
4.2. Перспективные работы по экспериментальному обоснованию узлов уплотнений новых и действующих РУ.
Основные результаты и выводы диссертации
Список литературы


При затяжке силовых элементов уплотнительного устройства материал пластичной прокладки заполняет микровпадины на уплотняемых поверхностях, обеспечивая герметичность соединения. При этом прокладка не должна повреждать уплотняемые поверхности, что позволяет производить многократную сборку и разборку разъемного соединения. Механизм герметизации можно описать следующим образом /5/, /6/, /7/, /8/. Уплотняющий эффект достигается заполнением всех микронеровностей и дефектов контактной поверхности уплотнительным материалом - прокладкой. Сближение поверхностей происходит в две стадии. На рис. Рис. Схема сближения контактирующих поверхностей. На 1 стадии при весьма малых номинальных значениях контактных нагрузок происходит внедрение самых больших выступов и сближение поверхностей до контакта выступов примерно равной R2. При этом образуется система впадин и капилляров произвольной формы, близкой к плоским щелям ВЫСОТОЙ R2 ¦ 8 Rz рис. Рис. Схема образования капилляров на 1 стадии сближения контактирующих поверхностей фланца и прокладки. Рис. Условное изображение плоской щели. На 2-ой стадии сближения контактирующих поверхностей, при увеличении контактной нагрузки на прокладку свыше Иро. Бринеллю . У/ происходит основная герметизация соединения в результате перекрытия микроканалов. В этом случае можно считать, что в зоне контакта будут только пластические деформации, рис 1. Рис. Лг Схема перекрытия микроканалов на 2 стадии сближения контактирующих поверхностей. Для прокладок из мягких материалов основным механизмом деформации является пластический контакт, и фактическая площадь контакта мало зависит от микрогеометрии контактирующих поверхностей. При контактных нагрузках, равных или немного более Яро,2 поверхность прокладки принимает форму контактирующего с ней фланца. Fob = TiDpr bq0. Fpr. Fpr. TiDpr bmph. Fp =0,5 (1. Fph = 0,5 D^ph. Fow > Fpr. Fow>Fp,p + (1-x)Fp-FT. Если это условие не удовлетворяется, то следует выполнить конструктивные изменения разъемного соединения или изменить температурные режимы работы соединения. Условные обозначения величин в формулах (1. Fpr. Fpr. Расчеты усилий затяжки разъемных соединений по формулам (1. Основные требования, предъявляемые к прокладкам уплотнительных устройств оборудования РУ. В уплотнительных устройствах РУ с ВВЭР применяются неметаллические прокладки из паронита и ТРГ и металлические прокладки. При высоких давлениях и температурах (1 контур РУ) применяются металлические прокладки. При выборе материала прокладки пользуются следующим правилом: если произведение давления (МПа) на температуру (°С) превышает , применяют только металлические прокладки //, поэтому паронит в узлах уплотнений 1 контура РУ неприменим (исключение составляют прокладки из терморасширенного графита). Для металлических прокладок чистота обработки уплотнительных поверхностей должна быть не ниже 7-го класса. Существует большое многообразие металлических прокладок сложного профиля с использованием упругих свойств и эффекта самоуплотнения. Данные прокладки характеризуются повышенными требованиями к точности изготовления и шероховатости уплотнительных поверхностей фланцев и прокладки, а также повышенными требованиями при их эксплуатации. Поэтому они не нашли своего применения в оборудовании РУ. Далее рассматриваются только металлические прокладки простого профиля (круглого и прямоугольного), которые применяются В оборудовании РУ с ВВЭР. Паронитовые прокладки марки ПА (имеющие наилучшие характеристики по максимальным допустимым температуре и давлению) применяются при максимальной температуре воды 1тах=0°С и максимальном давлении -Ртах=ЮМПа, при герметизации водяного пара: 1тах=0°С и - ртах=МПа /1/. МПа, приводит к увеличению ширины прокладки, что, в свою очередь, приводит к увеличению габаритов фланцев уплотнительного устройства. Для восстановления герметичности необходима дозатяжка уплотнительного устройства, поэтому уплотнительные устройства с паронитовыми прокладками не проектируются с фиксированной заданной деформацией прокладки и замыканием фланцев.