導語：如何才能寫好一篇機械密封的基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：機械密封；原理；新技術

引言

隨著科學技術的不斷發(fā)展以及新型材料的出現(xiàn)，機械密封技術隨之迅速發(fā)展起來。近年來人們對環(huán)境保護日益關注，引起對機械密封的泄露要求越來越高，同時為了延長裝置的檢修周期，要求機械密封的使用壽命隨之延長。因此，發(fā)展機械密封的新技術、新產(chǎn)品以滿足人們對高性能機械密封的要求。

機械密封技術簡介

1.1 機械密封基本原理

機械密封也叫做端面密封，是一種旋轉(zhuǎn)機械的封油裝置。由于傳動軸貫穿在整個設備內(nèi)外，軸與設備之間就會產(chǎn)生空隙，將兩個密封元件置于垂直于軸線的平面上，流體介質(zhì)就不會通過空隙向外泄露，密封元件反而會在流體介質(zhì)的靜壓力以及彈簧力的作用下，保持相互貼合并相對運動從而達到防止流體泄露的目的。

密封環(huán)是構(gòu)成機械密封的主要元件，它在很大程度上決定了機械密封的使用性能及使用壽命，因此對于密封環(huán)有嚴格的使用要求：要有足夠的強度和剛度；應有較小的摩擦系數(shù)和良好的自性；密封端面應有足夠的硬度和耐腐蝕性；密封環(huán)應有良好的耐熱沖擊性能；密封環(huán)要容易加工制造。

1.2 機械密封的特點

使用壽命長。機械密封在油、水類介質(zhì)中使用時間長達1~2年或者更長時間，在化工介質(zhì)中的使用壽命通常也能達到半年以上。

密封可靠。機械密封在長時間的運行中，密封狀態(tài)穩(wěn)定且泄漏量很小，通常機械密封的泄露量可以控制在3~5mL/h，與軟填料密封相比，泄露量小很多。

摩擦功率損耗小。由于機械密封接觸端面面積較小，其摩擦功率消耗僅為軟填料密封的10%~50%。

適用范圍廣。機械密封適用于高溫、低溫、真空、不同轉(zhuǎn)速以及各種腐蝕性介質(zhì)和含有磨粒介質(zhì)等情況的密封。

抗振性強。隨著波紋管式和全補償式機械密封的發(fā)展，機械密封的抗振性越來越強，緩沖性也越來越好。

無需經(jīng)常調(diào)整。使用機械密封的維修周期長，端面磨損后能夠自動補償，通常情況下無需經(jīng)常維修。

機械密封技術

2.1 密封端面改形技術

干運轉(zhuǎn)氣體密封技術。干運轉(zhuǎn)氣體密封就是將開槽密封技術應用于氣體密封。干運轉(zhuǎn)氣體密封除結(jié)構(gòu)相對簡單，安裝維護費用較低，運行無磨損，功耗小等特點以外，還能夠?qū)崿F(xiàn)零泄漏或者零溢出，系統(tǒng)運行可靠。克蘭公司首先研制的28型螺旋槽干運轉(zhuǎn)氣體密封主要用于汽輪機、攪拌機及離心壓縮機。后來又研制了用于泵中的2800和2800E系列干運轉(zhuǎn)氣體端面密封。

上游泵送密封技術。上游泵送密封的工作原理與干氣密封類似，是利用密封面上開流槽在旋轉(zhuǎn)條件下將下游少量的泄露流體介質(zhì)泵送回上游。主要產(chǎn)品有美國約翰克蘭公司研制生產(chǎn)的8000系列螺旋槽上游泵送機械密封，以及我國石油大學研制的泵出式圓弧槽端面密封。

密封面開深槽流體靜壓型機械密封。就是為了將外界流體或者密封流體引入到密封端面，以便對密封端面進行充分的和冷卻，而在密封端面上開幾組深槽和壓力介質(zhì)引入孔。雖然此種方法泄漏量較大，但此技術仍廣泛應用于高壓、高溫、高速等普通機械密封難以滿足工程要求的情況中。

流體動壓密封技術。就是在密封環(huán)上開出1~2mm的溝槽，利用密封面流槽，形成局部熱變形和力變形，然后在密封面上產(chǎn)生流體動力楔效應。其優(yōu)點是利用槽可以增強承載能力，降低摩擦熱，適宜用于高參數(shù)密封。美國克蘭公司獲得流體動壓墊高壓旋轉(zhuǎn)機械密封專利，將流體動壓墊應用于輕烴密封中。國內(nèi)的石油大學利用有限元對熱流體動壓密封做了相應的研究。

2.2窄環(huán)刃邊機械密封

窄環(huán)刃邊密封的結(jié)構(gòu)特點是動環(huán)密封面的寬度很窄，僅0.2~0.6mm，而且平衡比是B=0~0.5。這樣由于密封面很窄，就能夠限制固體雜物的形成，即使已經(jīng)形成的固體物質(zhì)或者纖維也能夠背尖邊切斷而排除。在石化企業(yè)中不僅應用國外產(chǎn)品還應用了國內(nèi)產(chǎn)品，比如在錦州和齊魯橡膠廠的工藝裝置中已經(jīng)推廣應用

2.3 流體阻塞密封技術

在過去經(jīng)常是用液體阻塞液體或者氣體，叫做液封液或者液封氣技術。而現(xiàn)在采用氣體阻塞液體或者氣體，即氣封液或者氣封氣技術。流體阻塞技術有以下幾個特點：密封環(huán)的選用材料具有自且不膠合性，典型材料是石磨；在密封面由于摩擦而產(chǎn)生的熱量能夠及時的散發(fā)出去；阻塞氣體通常采用空氣或者氮氣、二氧化碳等惰性氣體；為了減少備件量并且要避免左右的錯裝，開槽密封應盡可能選擇雙向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)；在開車或者停車過程中會產(chǎn)生一定量的干摩擦，為了有利于清除磨粒，應注意環(huán)槽的幾何形狀。主要產(chǎn)品有天津鼎名密封公司研制的螺旋槽液體阻塞密封，以及齊魯石化公司和石油大學研制的蒸汽阻塞密封。

2.4 零逸出密封技術

所謂零逸出技術就是指使工藝流體不逸出的密封技術。通常情況下，零逸出密封采用干運轉(zhuǎn)密封，可以是接觸式的干運轉(zhuǎn)密封也可以是非接觸式干運轉(zhuǎn)密封。其密封特點是利用流槽的各種流體的靜動壓效應來增加流體膜的承載能力，與此同時還要利用淺槽形成較薄的流體膜和較小的泄漏量。主要產(chǎn)品有美國杜拉密泰列克公司最近生產(chǎn)的泵用SB-200型干運轉(zhuǎn)控制逸出集裝式密封和GF-200型節(jié)能零逸出氣體阻塞密封。

結(jié)論

隨著先進科學技術和先進制造技術的發(fā)展，我國工程機械也會有較大發(fā)展，因此我國機械密封技術將廣泛應用于各個機械行業(yè)中去，對機械密封的密封要求越來越高，因此，機械密封要朝著零逸出、高可靠性、長壽命及高性能方向發(fā)展。

參考文獻

[1] 張文平.機械密封的應用探討.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2010(2):220-221.[2] 顧伯勤,蔣小文,孫見君,陳曄.機械密封技術最新進展.化工進展,2003(22):1160.

[3] 左振亮,李楠.機械密封技術與研發(fā)方向.遼寧化工,2008(10):698-700.

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關鍵詞：機械密封 泄漏 原因 措施

目前機械密封在泵類產(chǎn)品中的應用非常廣泛，而隨著產(chǎn)品技術水平的提高和節(jié)約能源的要求，機械密封的應用前景將更加廣泛。機械密封的密封效果將直接影響整機的運行，尤其是在石油化工領域內(nèi)，因存在易燃、易爆、易揮發(fā)、劇毒等介質(zhì)，機械密封出現(xiàn)泄漏，將嚴重影響生產(chǎn)正常進行，嚴重的還將出現(xiàn)重大安全事故。人們在分析質(zhì)量故障原因時，往往習慣在機械密封自身方面查找原因，例如：機械密封的選型是否合適，材料選擇是否正確，密封面的比壓是否正確，摩擦副的選擇是否合理等等。而很少在機械密封的外部條件方面去查找原因，例如：泵給機械密封創(chuàng)造的條件是否合適，輔助系統(tǒng)的配置是否合適，而這些方面的原因往往是非常重要的。本文將從泵用機械密封的外在因素分析導致密封泄漏的原因及應采取的合理措施。

一、機械密封的原理及要求

機械密封是靠一對相對運動的環(huán)的端面 (一個固定，另一個與軸一起旋轉(zhuǎn)，) 相互貼合形成的微小軸向間隙起密封作用，這種裝置稱為機械密封。

機械密封通常由動環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件組成。其中動環(huán)和靜環(huán)的端面組成一對摩擦副，動環(huán)靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上，并在兩環(huán)端面上產(chǎn)生適當?shù)谋葔汉捅３忠粚訕O薄的液體膜而達到密封的目的。壓緊元件產(chǎn)生壓力，可使泵在不運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，也保持端面貼合，保證密封介質(zhì)不外漏，并防止雜質(zhì)進入密封端面。密封元件起密封動環(huán)與軸的間隙、靜環(huán)與壓蓋的間隙的作用，同時對泵的振動、沖擊起緩沖作用。機械密封在實際運行中不是一個孤立的部件，它是與泵的其它零部件一起組合起來運行的，同時通過其基本原理可以看出，機械密封的正常運行是有條件的，例如：泵軸的竄量不能太大，否則摩擦副端面不能形成正常要求的比壓；機械密封處的泵軸不能有太大的撓度，否則端面比壓會不均勻等等。只有滿足類似這樣的外部條件，再加上良好的機械密封自身性能，才能達到理想的密封效果。

二、泵用機械密封泄漏的外在原因分析

1、泵軸的軸向竄量大

機械密封的密封面要有一定的比壓，這樣才能起到密封作用，這就要求機械密封的彈簧要有一定的壓縮量，給密封端面一個推力，旋轉(zhuǎn)起來使密封面產(chǎn)生密封所要求的比壓。為了保證這一個比壓，機械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要保證在0.5 mm以內(nèi)。但在實際設計當中，由于設計的不合理，往往泵軸產(chǎn)生很大的竄量，對機械密封的使用是非常不利的。這種現(xiàn)象往往出現(xiàn)在多級離心泵中，尤其是在泵啟動過程中，竄量比較大。

用平衡盤方法平衡軸向力是如何產(chǎn)生軸向竄量的?平衡盤工作時自動改變平衡盤與平衡環(huán)之間的軸向間隙，從而改變平衡盤前后兩側(cè)的壓差，產(chǎn)生一個與軸向力方向相反的作用力來平衡軸向力。由于轉(zhuǎn)子竄動的慣性作用和瞬態(tài)泵工況的波動，運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子不會靜止在某一軸向平衡位置。平衡盤始終處在左右竄動的狀態(tài)。平衡盤在正常工作中的軸向竄量只有0.105 ～0.11 mm，滿足機械密封的允許軸向竄量小于0.15 mm的要求，但平衡盤在泵啟動、停機、工況劇變時的軸向竄量可能大大超過機械密封允許的軸向竄量。

泵經(jīng)過長時間運行后，平衡盤與平衡環(huán)摩擦磨損，間隙隨著增大，機械密封軸向竄量不斷增加。由于軸向力的作用，吸入側(cè)的密封面的壓緊力增加，密封面磨損加劇，直至密封面損壞，失去密封作用。突出側(cè)的機械密封，隨著平衡盤的磨損，轉(zhuǎn)子部件的軸向竄量大于密封要求的軸向竄量，密封面的壓緊力減小，達不到密封要求，最終使泵兩側(cè)的機械密封全部失去密封作用。

2 、軸向力偏大

機械密封在使用過程中是不能夠承受軸向力的，若存在軸向力，對機械密封的影響是嚴重的。有時由于泵的軸向力平衡機構(gòu)設計的不合理及制造、安裝、使用等方面的原因，造成軸向力沒有被平衡掉。機械密封承受一個軸向力，運轉(zhuǎn)時密封壓蓋溫度將偏高，對于聚丙烯類的介質(zhì)，在高溫下會被熔化，因此泵啟動后很快就失去密封效果，泵靜止時則密封端面出現(xiàn)間斷的噴漏現(xiàn)象。

3、泵軸的撓度偏大

機械密封，是一種旋轉(zhuǎn)的接觸式動密封，它是在流體介質(zhì)和彈性元件的作用下，兩個垂直于軸心線的密封端面緊密貼合、相對旋轉(zhuǎn)，從而達到密封效果的，因此要求兩個密封之間要受力均勻。但由于泵產(chǎn)品設計的不合理，泵軸運轉(zhuǎn)時，在機械密封安裝處產(chǎn)生的撓度較大，使密封面之間的受力不均勻，導致密封效果不好。

4、沒有輔助沖洗系統(tǒng)或輔助沖洗系統(tǒng)設置不合理

機械密封的輔助沖洗系統(tǒng)是非常重要的，它可以有效地保護密封面，起到冷卻、、沖走雜物等作用。有時設計員沒有合理地配置輔助沖洗系統(tǒng)，達不到密封效果； 有時雖然設計人員設計了輔助系統(tǒng)，但由于沖洗液中有雜質(zhì)，沖洗液的流量、壓力不夠，沖洗口位置設計不合理等原因，也同樣達不到密封效果。

5、振動偏大

機械密封振動偏大，最終導致失去密封效果。但機械密封振動偏大的原因往往不是機械密封本身的原因，泵的其它零部件是產(chǎn)生振動的根源，如泵軸設計不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯(lián)軸器的平行度差、徑向力大等原因。

三、解決泄漏應采取的對策

1、消除泵軸竄量大的措施

合理地設計軸向力的平衡裝置，消除軸向竄量。為了滿足這一要求，對于多級離心泵，比較理想的設計方案有兩個：一個是平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸向力，由軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位； 另一個是平衡鼓加軸向止推軸承，由平衡鼓平衡掉大部分軸向力，剩余的軸向力由止推軸承承擔，同時軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位。第二種方案的關鍵是合理地設計平衡鼓，使之能夠真正平衡掉大部分軸向力。對于其它單級泵、中開泵等產(chǎn)品，在設計時采取一些措施保證泵軸的竄量在機械密封所要求的范圍之內(nèi)。

2、消除軸向力偏大的措施

合理地設計軸向力平衡機構(gòu)，使之能夠真正充分地平衡掉軸向力，給機械密封創(chuàng)造一個良好的條件。對于一些電廠、石油、化工等領域應用的重要產(chǎn)品，在產(chǎn)品出廠之前，必須做到臺臺試驗檢測和發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。有些重要的泵可以在轉(zhuǎn)子上設計一個軸向測力環(huán)，對軸向力的大小進行隨時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

3、消除泵軸撓度偏大的措施

這種現(xiàn)象大多存在臥式多級離心泵中，在設計時采取以下措施：

① 減少兩端軸承之間的距離。泵葉輪的級數(shù)不要太多，在泵總揚程要求較高的情況下，盡量提高每級葉輪的揚程，減少級數(shù)。② 增加泵軸的直徑。在設計泵軸直徑的時候，不要簡單地僅考慮傳遞功率的大小，而要考慮機械密封、軸撓度、起動方法和有關慣性負荷、徑向力等因素。很多設計員沒有充分認識到這一點。③提高泵軸材料的等級。 ④ 泵軸設計完成后，對泵軸的撓度要進行校核檢驗計算。

4、增加輔助沖洗系統(tǒng)

在條件允許的情況下，盡量設計輔助沖洗系統(tǒng)。沖洗壓力一般要求高于密封腔壓力0.107 ～0.11 MPa，如果輸送介質(zhì)屬于易汽化的，則應高于汽化壓力0.1175～0.12 MPa。密封腔壓力要根據(jù)每種泵的結(jié)構(gòu)型式、系統(tǒng)壓力等因素來計算。軸封腔壓力很高時或者壓力幾乎接近該密封使用最高極限時，也可由密封腔引液體至低壓區(qū)，使軸封液體流動以帶走摩擦熱。

根據(jù)每種泵的操作條件，合理地配置管路和附件。如冷卻器、孔板、過濾器、閥門、流量指示器、壓力表、溫度等。實際上密封的可靠性和壽命，在很大程度上取決于密封輔助系統(tǒng)的配置。

5、消除泵進口汽蝕的措施

① 提高泵的汽蝕性能水平，滿足現(xiàn)場裝置的汽蝕性能的要求。② 現(xiàn)場試驗裝置的要求要與泵汽蝕性能水平匹配。③ 現(xiàn)場安裝和工況調(diào)節(jié)要給泵創(chuàng)造有利的條件。

6、消除泵振動的措施

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關鍵詞 堆芯測量 “三代”核電機組 SPND探測器 中子通量

中圖分類號：TN623.91 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2015.05.018

Analysis of In-core Neutron-temperature Measurement System

between M310 and One Advanced NPP

XIAO Bo，HUANG Xianxuan， LEI Long

（Fujian Fuqing Nuclear Power Company， Fuqing， Fujian 350318）

Abstract Describe the function and equipments of the In-core neutron-temperature measurement system used in different reactor type such as M310 and one advanced NPP. Tell the main functions of RII （RIC） system ， neutron flux measure， coolant temperature measure， coolant level of primary loop measure and analyze the main equipment which is used for in-core neutron flux measurement in NPP， like U-fission chamber and self-powered neutron detector.

Key words In-core neutron-temperature measurement system; advanced NPP ; SPND detector; Neutron flux

1 堆芯測量系統(tǒng)的功能及組成

堆芯測量系統(tǒng)是反應堆重要核測系統(tǒng)之一，擔負著反應堆在啟堆至計劃停堆整個換料周期內(nèi)的堆芯中子注量率、堆芯溫度及反應堆水位的監(jiān)測，通過監(jiān)測以達到：驗證堆芯裝料的正確性、繪制堆芯中子注量圖、燃耗的驗證、監(jiān)視堆芯溫度、計算堆芯過冷裕度等作用。

M310堆型的堆芯測量系統(tǒng)從軟硬件及功能上可以分為兩部分，其一為中子通量及水位測量部分，另一個為堆芯溫度測量部分。

中子通量測量通路由驅(qū)動機構(gòu)、組選擇器、路選擇器、電動閥、球閥、密封組件、手動隔離閥、導向管、指套管和相應的電纜、處理機柜組成。通過選擇器的切換，可形成50個測量通路。導向管焊接在壓力容器底部，為指套管進入堆芯提供導向和支撐。指套管由密封組件處伸入堆芯，貫穿整個燃料組件活性區(qū)，為中子注量率探測器提供導向和支撐。水位測量部分，僅為測量變送器預留引壓口，位置如圖1所示。

溫度測量部分由40個熱電偶及相應的延長線、監(jiān)測處理機柜構(gòu)成。38個熱電偶位于堆芯上柵格板，2個位于上封頭，設備分為A、B兩列，相互隔離。

某型“三代”核電機組（以下簡稱“三代”）堆芯測量系統(tǒng)的功能與前者基本相同，除中子通量及溫度測量外，還承擔水位監(jiān)測功能。

從結(jié)構(gòu)組成及布置上講，“三代”核電機組堆芯測量系統(tǒng)與前者差距較大，集成度更高。功能的實現(xiàn)依靠兩列共48根探測器組件及相應的電纜、處理機柜來實現(xiàn)。在探測器組件中，有44根僅集成了熱點偶和中子探測器，另外4集成了水位探測器。在反應堆運行期間，在線對上述三種參數(shù)進行監(jiān)測。

2 結(jié)構(gòu)布置及功能實現(xiàn)

2.1 M310機組堆芯中子通量及溫度測量

M310機組采用移動式通量測量結(jié)構(gòu)，壓力容器底部開口，探測器從堆底進入堆芯進行測量。即在需要測量時，通過機械結(jié)構(gòu)將探測器從堆底經(jīng)過機械密封結(jié)構(gòu)推入堆芯，完成測量后將探測器抽出，送入保存通道。

在繪制中子注量率圖時，通過控制柜RIC001AR的指令，驅(qū)動電機驅(qū)動探測器（涂鈾微裂變電離室）從存儲通道抽出至組選擇器入口，再通過組選擇器、路選擇器、電動閥、球閥、進入指定測量通道（50個通道中的一個）的指套管，在指套管的導向下進入堆芯對應區(qū)域的設定點B ，然后反向抽出，再抽出的過程中探測器工作，通過驅(qū)動電纜將所測中子通量信號送出。如圖1所示。

圖1 中子通量測量示意圖

水位測量的主體不在RIC系統(tǒng)，僅由RIC系統(tǒng)向水位測量壓力變送器提供引壓接口。位置如圖1所示。

測量通路的確定通過組選擇器和路選擇器的組合來實現(xiàn)。組選擇器除3#、4#外均為1進4出，即一個入口，連接驅(qū)動機構(gòu)出口，四個出口，分別連接正常測量通路、校準通路、救援通路及存儲通路所在的路選擇器。3#組選擇器校準通道和救援通道重合、4#組選擇器校準通路與其正常測量通路重合，僅有3個出口。路選擇器除4#外，均為2進10出，即兩個入口，分別連接正常測量通路的組選擇器出口和救援通路的組選擇器出口。4#為5進10出，即五個入口分別與1#、2#、5#的校準通路相連，與3#組選器的救援通路相連（救援和校準通路相同），與4#組選擇器的正常測量通路相連。每個路選擇器的10個出口均與10個測量通路對應，形成50個測量通路。連接關系見圖2。

圖2 選擇器間連接關系

芯溫度的測量通過40支伸入壓力容器電偶來實現(xiàn)。40支熱電偶分為A、B兩列，每列20支，其中19支位于堆芯上柵格板上，另一支在堆芯上封頭。熱電偶通過熱電偶導管進入堆內(nèi)構(gòu)件指定位置。熱電偶導管10支熱電偶管匯入一根熱電偶柱，熱電偶柱經(jīng)過與陰法蘭的密封結(jié)構(gòu)，穿出壓力容器頂蓋，為導管提供支持，并完成一回路壓力邊界的密封。

熱電偶通過導管及熱電偶柱穿出壓力容器，經(jīng)補償導線至對頂連接板，再經(jīng)連接板、核島貫穿件將溫度信號送至位于電氣廠房的堆芯冷卻監(jiān)測機柜RIC011AR（RIC012AR），在此完成冷段補償、信號轉(zhuǎn)換、過冷裕度計算及信號送出至DCS。

= + + + +

=

=

2.2 “三代”核電機組堆芯中子通量及溫度測量

“三代”核電機組采用固定式堆芯測量布置，與俄羅斯VVER技術、美國AP1000技術類似，與歐洲三代技術EPR1 750的固定式部分相似（EPR采用固定式和鼓球式相結(jié)合的測量方法）。反應堆堆底不再開孔，所有需伸入堆芯的儀表僅通過壓力容器頂蓋上的開孔來實現(xiàn)，從而提高了壓力容器的完整性，提高整體安全性。

如前所述，整個系統(tǒng)由多個探測器組件、多個中子通量處理機柜、中子通量控制柜、多個堆芯溫度處理機柜及相應的電纜、SU、記錄儀及相應的BUP儀表組成?；臼疽鈭D如圖3所示。

探測器組件中有部分為通量及溫度探測組件，部分為水位探測器組件。水位探測器還集成了反應堆上封頭溫度測量的功能。

每根溫度探測器內(nèi)有7個自給能探測器（SPND）和一個K型熱電偶。通過置于堆內(nèi)的SPND和熱電偶、相應的電纜、信號處理柜及控制柜實現(xiàn)對堆芯中子通量分布的實時監(jiān)測及三維通量圖的繪制。

水位探測器組件上裝有水位探測器，分為A＼B兩列置于堆內(nèi)。水位探測器集成了溫度探測的功能，提供上封頭溫度信息。水位探測器采用熱傳導式水位探測器（熱電偶+加熱器）。利用水汽傳熱性能的顯著差異，通過比較加熱熱電偶與未加熱熱電偶測量的溫差判定測點是否被冷卻劑淹沒。

圖3 某型“三代”核電機組堆芯測量基本原理圖

3 主要設備及參數(shù)

3.1 中子通量探測器

M310機組中子通量探測器使用涂U-235微型裂變電離室，裂變室的中子通量探頭其基本原理與普通電離室相同，電離室腔內(nèi)填充氬氣。在裂變室中，中子撞擊導致涂層中的鈾原子發(fā)生裂變反應，產(chǎn)生的裂變碎片再去電離填充氣體，從而產(chǎn)生電流脈沖。

+ + + 2.43 +

探測器參數(shù)如下：（1）測量范圍 ：1.0 ？～1.4 .. ;（2）靈敏度：/（..）;（3）外徑 4.70mm。

“三代”核電機組中子通量探測器使用銠自給能探測器，其結(jié)構(gòu)如圖所示，由收集級、銠絲、絕緣、電纜、補償導線、信號線、端頭、密封部件組成。

圖4 銠自給能探測器示意圖

其工作原理如下：銠絲中與中子分別通過兩種方式發(fā)生輻射俘獲（，）反應，分別生成和，發(fā)生衰變和衰變，生成穩(wěn)定核素，發(fā)生衰變，生成穩(wěn)定核素，衰變產(chǎn)生的粒子穿過絕緣層被收集級收集，產(chǎn)生信號電流，衰變產(chǎn)生的電流是探測器電流的主要成分。

+ + + （7.7%）

+ + （92.3%）

探測器參數(shù)如下：（1）測量范圍1.01.4 ;（2）靈敏度：≥3.0 /（..）。

3.2 溫度探測器

M310機組溫度探測由鎧裝型熱電偶實現(xiàn)，其直徑為3.71mm，長6.59.2m（堆頂密封面上分三層布置），測量范圍為0～1200℃，精度：0～375℃ 5℃，375～1200℃ 0.4% | |，采用，在ICCMS處理機柜側(cè)進行冷端補償。

“三代”核電機組組溫度探測無論是中子組件還是水位組件，感溫元件均為型熱電偶，其主要參數(shù)如下：測量范圍為0～1200℃，精度：0～375℃ 5℃，375～1000℃.4%| |，1000～1200℃ 75% | |，使用在中子-溫度組件堆外處進行補償。

4 結(jié)論

描述了M310機組及某型“三代”核電機組堆芯測量系統(tǒng)中子通量、堆芯冷卻劑溫度、堆芯水位測量的方法，實現(xiàn)相關功能的設備工作原理，特性參數(shù)。對比發(fā)現(xiàn)，兩種堆型的堆型測量系統(tǒng)無論從功能實現(xiàn)、系統(tǒng)布置還是主要設備都存在著較大差異，機組建成后的運行、維護工作差異大，相關人員須提前培養(yǎng)準備。

參考文獻

[1] SPECIFICATION OF THE IN-CORE NEUTRON-TEMPERATURE MEASUREMENT SYSTERM [M].CHENGDU：NPIC.

[2] 黃國梁.核電廠反應堆堆芯中子與溫度探測器組件研制[J].核電子學與探測技術，2014.2（2）：267-270.

[3] 杜曉光.移動式堆芯中子注量率測量系統(tǒng)概述[J].中國核電，2010.3（4）：367-373.

篇4

【關鍵詞】廠水泵；能源消耗；節(jié)能

1.積極實施泵站控制技術

對泵站的參數(shù)（例如流量、壓力或液位）進行控制，一是為了滿足生產(chǎn)的工藝要求，二是可以盡量減少能量的浪費。目前人們經(jīng)常使用的方法有：一是使用調(diào)速裝置調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速；二是通過大小泵搭配；三是閥門控制；四是調(diào)節(jié)水泵葉片角度的調(diào)節(jié)方式；五是通過回流或瀉放的調(diào)節(jié)方式。

從多年的實踐中體會到，雖然各種方式都可以實現(xiàn)滿足工藝條件下的調(diào)節(jié)和控制，但是不同的控制方式或是同一種控制方式下不同的控制策略都可能會帶來不同的耗電效果，這里有一個耗電最低（優(yōu)化）的運行方法和方式。為了得到這個最佳的結(jié)果，就必須對泵站的電耗因素進行定量研究，之所以提到定量而不是定性，是因為只有定量才可能對節(jié)能改造的經(jīng)濟性和實現(xiàn)性作出判別，這就是泵站量化節(jié)能技術的本質(zhì)所在。

在傳統(tǒng)的凈水廠設計中，進行送水泵選型時，首先考慮水泵應滿足最不利工況點的要求，即以供水管網(wǎng)的最高日最高時用水量和壓力來計算水泵的設計流量和設計揚程。根據(jù)此法選型的水泵雖滿足了最不利工況點的要求，卻忽略了對能耗的考慮。改變水泵的工況點，通?？赏ㄟ^兩條途徑來實現(xiàn)：一是調(diào)速運行，即通過改變水泵的轉(zhuǎn)速，來改變水泵的運行曲線，使水泵的出水壓力與管網(wǎng)實際所需一致，從而達到節(jié)能的目的。

2.改造原有水泵的技術指標

我國的水廠長期以來，采用了各種類型的水泵。在不完全以新代舊的前提下，對現(xiàn)有設備進行技術改造勢在必行。根據(jù)工作情況的變化合理地選用新型葉輪，是改善泵組運行提高效率的一個重要途徑。為此，根據(jù)實際運行的需要，合理選用新型葉輪。葉輪切削改造技術是水泵節(jié)能改造技術中最簡便可行、最有效的一種方法，在水廠的改造中得以廣泛應用。在水廠的改造中，無論是水泵選型，還是實施葉輪切削改造，均應根據(jù)供水管網(wǎng)的實際所需，以管網(wǎng)用水的平均流量、平均壓力作為水泵的設計流量和設計揚程進行選泵或葉輪切削計算，同時兼顧大流量和小流量兩個工況點均處于水泵的高效區(qū)間內(nèi)。通過改造，水泵實際運行效率將大大提高，可大大降低能耗，不失為供水企業(yè)節(jié)能增效的重要舉措。

水泵控制閥是水廠一、二級泵房運行機組的重要組成部件，是安裝在水泵出口處一種水錘防護裝置，它的主要作用是在停泵時防止水倒流和機組高速倒轉(zhuǎn)，避免可能由此造成水泵運行機組的損壞。目前許多水廠，特別是一些中、小型老水廠普遍采用手動控制閥，止回閥，電磁閘閥或電動液壓蝶閥來控制和解決水泵機組停機時的水錘問題，但實踐證明，這種種方法對于水泵的安全運行還存在著諸多的不足，如手動控制閥就不能有效地控制因突然停電，控制閥不能及時關閉造成外管路介質(zhì)對水泵機組的水錘沖擊；電磁、電動液壓控制的裝置，由于電控部分電器元件配置復雜，且容易受到溫度、濕度、頻頻動作等影響，出現(xiàn)故障的機率不可避免就會增多，液壓裝置出現(xiàn)堵塞、泄漏現(xiàn)象亦在所難免，何況電動液壓蝶閥中的主閥板更是在一定程度上影響著介質(zhì)的輸送。所以及時制造一種全過程自動操作的新型水力閥門，無需外接壓力水便能夠自動實現(xiàn)水泵控制閥的緩開和緩閉是一亟待解決的重要問題。

3.積極進行水泵的更新?lián)Q代

在水廠設計中，進行水泵選型時，應對水泵的運行工況進行排列分析，從水廠的投產(chǎn)初期、中期至達到設計規(guī)模，以及不同季節(jié)的供水量要求，和每日的供水量曲線等，都應有較深入的了解，以此來指導選用水泵，才能達到既滿足供水要求，又能節(jié)約能耗的目的。因此，推廣高效節(jié)能水泵質(zhì)量技術先進，不僅在節(jié)能措施上獲得顯著的節(jié)能效果，其低噪音和低振動技術使水泵運行時，不產(chǎn)生環(huán)境污染，節(jié)能水泵還裝有優(yōu)質(zhì)機械密封，徹底根除了水泵軸向滲漏現(xiàn)象，有效地減少了水泵維修保養(yǎng)的工作時間，提高了設備使用壽命。

現(xiàn)在，我國已經(jīng)開發(fā)了大量的水泵更新?lián)Q代產(chǎn)品。目前一些水泵廠正在生產(chǎn)多種高效節(jié)能多用途水泵。由泵體、葉輪和泵軸組成，配合電機實施，泵體內(nèi)設有自吸葉輪腔和離心葉輪腔兩個葉輪腔，并通過泵蓋隔開，腔內(nèi)分別置有離心葉輪和自吸葉輪，自吸葉輪和離心葉輪裝在同一泵軸上，進水管與離心葉輪腔相通。本發(fā)明具有自吸泵和離心泵的雙重功能，只需在離心泵初次啟動前，將泵內(nèi)注滿液體即可，省力、省時間、操作方便。在動力不變的情況下，其揚程、泵效、流量等技術性能相對已有單一泵都有很大提高，且耗能低、體積小。如博山水泵制造廠生產(chǎn)的DL 多級立式泵被國家經(jīng)貿(mào)委評為國家級新產(chǎn)品，被機械部列為全國第十七批節(jié)能產(chǎn)品，深受國內(nèi)外用戶的好評。

4.改變廠水泵變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的基本設計

變頻調(diào)速的基本原理是根據(jù)交流電動機工作原理中的轉(zhuǎn)速關系：公式（1）：n=60 f（1-s）/p，公式（2）：P=T*n/9550，由上公式（1）和（2）可知，均勻改變電動機定子繞組的電源頻率 f，就可以平滑地改變電動機的同步轉(zhuǎn)速。電動機轉(zhuǎn)速變慢，軸功率就相應減少，電動機輸入功率也隨之減少。這就是水泵變頻調(diào)速的節(jié)能作用。

目前，國內(nèi)在水泵控制系統(tǒng)中使用變頻調(diào)速技術，大部分是在開環(huán)狀態(tài)下，即人為地根據(jù)工藝或外界條件的變化來改變變頻器的頻率值，以達到調(diào)速目的。系統(tǒng)主要由四部分組成：（1）控制對象（2）變頻調(diào)速器（3）壓力測量變送器（PT）（4）調(diào)節(jié)器（PID）。系統(tǒng)的控制過程為：由壓力測量變送器將水管出口壓力測出，并轉(zhuǎn)換成與之相對應的 4～20mA 標準電信號，送到調(diào)節(jié)器與工藝所需的控制指標進行比較，得出偏差。其偏差值由調(diào)節(jié)器按預先規(guī)定的調(diào)節(jié)規(guī)律進行運算得出調(diào)節(jié)信號，該信號直接送到變頻調(diào)速器，從而使變頻器將輸入為 380V/50Hz 的交流電變成輸出為 0～380V/0～400Hz連續(xù)可調(diào)電壓與頻率的交流電，直接供給水泵電機。

5.自來水廠水泵變頻調(diào)速應用的注意事項

水泵調(diào)速一般是減速問題。當采用變頻調(diào)速時，原來按工頻狀態(tài)設計的泵與電機的運行參數(shù)均發(fā)生了較大的變化，另外如管路特性曲線、與調(diào)速泵并列運行的定速泵等因素，都會對調(diào)速的范圍產(chǎn)生一定影響。超范圍調(diào)速則難以實現(xiàn)節(jié)能的目的。因此，變頻調(diào)速不可能無限制調(diào)速。一般認為，變頻調(diào)速不宜低于額定轉(zhuǎn)速 50%，最好處于 75%～100%，并應結(jié)合實際經(jīng)計算確定。

5.1 水泵工藝特點對調(diào)速范圍的影響

理論上，水泵調(diào)速高效區(qū)為通過工頻高效區(qū)左右端點的兩條相似工況拋物線的中間區(qū)域。實際上，當水泵轉(zhuǎn)速過小時，泵的效率將急劇下降，受此影響，水泵調(diào)速高效區(qū)萎縮，若運行工況點已超出該區(qū)域，則不宜采用調(diào)速來節(jié)能了。

5.2 定速泵對調(diào)速范圍的影響

實踐中，供水系統(tǒng)往往是多臺水泵并聯(lián)供水。由于投資昂貴，不可能將所有水泵全部調(diào)速，所以一般采用調(diào)速泵、定速泵混合供水。在這樣的系統(tǒng)中，應注意確保調(diào)速泵與定速泵都能在高效段運行，并實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)。此時，定速泵就對與之并列運行的調(diào)速泵的調(diào)速范圍產(chǎn)生了較大的影響。主要分以下兩種情況：

5.2.1 同型號水泵一調(diào)一定并列運行時，雖然調(diào)度靈活，但由于無法兼顧調(diào)速泵與定速泵的高效工作段，因此，此種情況下調(diào)速運行的范圍是很小的。

5.2.2不同型號水泵一調(diào)一定并列運行時，若能達到調(diào)速泵在額定轉(zhuǎn)速時高效段右端點揚程與定速泵高效段左端點揚程相等。則可實現(xiàn)最大范圍的調(diào)速運行。但此時調(diào)速泵與定速泵絕對不允許互換后并列運行。

6.結(jié)語

優(yōu)化水泵的運行效果、提高效率、降低電耗，方法是多樣的，不同的水廠可根據(jù)自身的特點選擇合理的方法，或者創(chuàng)造有利的條件來達到優(yōu)化目的。但節(jié)能工作的道路也是漫長的，需要我們不斷地去摸索和總結(jié)。只要我們能夠持之以恒，一定能把節(jié)能工作做好。

參考文獻：

[1]劉殿魁.供水泵站節(jié)能改造的新途徑，給水排水，2011年第3期.

[2]姚福來.泵站節(jié)能改造的回收期計算，節(jié)能，2013年，第2期.