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核主泵流体动压轴封副密封摩擦特性与寿命的试验方案研究

丛国辉 张翊勋 段远刚

丛国辉, 张翊勋, 段远刚. 核主泵流体动压轴封副密封摩擦特性与寿命的试验方案研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(2): 172-176. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.02.0172
引用本文: 丛国辉, 张翊勋, 段远刚. 核主泵流体动压轴封副密封摩擦特性与寿命的试验方案研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(2): 172-176. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.02.0172
Cong Guohui, Zhang Yixun, Duan Yuangang. Study on Test Scheme for Friction Properties and Service Life of Secondary Seal of Reactor Coolant Pump Hydrodynamic Shaft Seal[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(2): 172-176. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.02.0172
Citation: Cong Guohui, Zhang Yixun, Duan Yuangang. Study on Test Scheme for Friction Properties and Service Life of Secondary Seal of Reactor Coolant Pump Hydrodynamic Shaft Seal[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(2): 172-176. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.02.0172

核主泵流体动压轴封副密封摩擦特性与寿命的试验方案研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.02.0172
基金项目: 国家重点研发计划(2018YFB2000800)
详细信息
    作者简介:

    丛国辉 (1979—),男,正高级工程师,主要从事核电厂泵阀设计及研发工作,E-mail: cong.guohui@qq.com

  • 中图分类号: TL334

Study on Test Scheme for Friction Properties and Service Life of Secondary Seal of Reactor Coolant Pump Hydrodynamic Shaft Seal

  • 摘要: 副密封处的摩擦性能与寿命是影响核主泵流体动压轴封寿命的关键因素,为了研究副密封处的长期运行寿命,建立了高频往复试验装置,以模拟副密封处在高压介质条件下的往复运动,获取了副密封处O型橡胶密封圈与对偶金属件在频率提高、位移幅值增加和介质压力提高3种工况下的摩擦力变化数据,结果表明:核主泵流体动压轴封副密封在正常运行工况频率为25 Hz、幅值约为30 μm及介质压力为5.3 MPa时处于微动弹变状态;基于正常运行工况提高频率,在不超过300 Hz时副密封处的摩擦特性基本不会改变,但超过500 Hz时摩擦特性会明显变化;基于正常运行工况增加幅值和提高介质压力,副密封处的摩擦特性也基本维持不变。可见,在300 Hz以下提高频率对副密封寿命的影响可按线性增加考虑,能有效降低寿命验证时间。

     

  • 图  1  高频微动试验装置示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of High Frequency Fretting Test Device

    图  2  摩擦力随时间变化曲线

    Figure  2.  Variation of Friction with Time

    图  3  摩擦力随温度变化曲线

    Figure  3.  Variation of Friction with Temperature

    表  1  副密封往复运动试验方案

    Table  1.   Reciprocating Motion Test Scheme of Secondary Seal

    名称频率/Hz幅值/μm压力/MPa
    频率影响试验25/100/300/500305.3
    幅值影响试验2530/50/100/2005.3
    压力影响试验25302.5/5.3/7.0/12.5/15.5
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    表  2  摩擦力随频率变化

    Table  2.   Variation of Friction with Frequency

    幅值/μm压力/MPa频率/HzF/Fn
    305.3251.00
    305.3501.07
    305.31001.05
    305.32001.04
    305.33001.06
    305.35002.10
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    表  3  摩擦力随幅值变化

    Table  3.   Variation of Friction with Amplitude

    压力/MPa频率/Hz幅值/μmF/Fn
    5.325301.00
    5.325500.88
    5.3251000.85
    5.3252000.99
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    表  4  摩擦力随压力变化

    Table  4.   Variation of Friction with Pressure

    幅值/μm频率/Hz压力/MPaF/Fn
    30252.51.05
    30255.31.00
    30257.00.97
    302512.50.93
    302515.50.87
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-26
  • 修回日期:  2023-02-20
  • 刊出日期:  2023-04-15

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