DE2740774C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Verschleißmessung von Wellendichtungen einer umlaufenden Maschine - Google Patents

Description

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Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf eine umlau- Ein Schlangenwärmetauscher 16 zwischen dem Rad

fende Maschine anwendbar, deren Rotor mit einer den oder Rotor 6 und dem Wellenlager 15, in dem Kühlwas-

Körper oder das Gehäuse der Maschine durchsetzen- ser umgewälzt wird, bildet eine thermische Barriere

den Welle verbunden ist, mit Zwischenanordnung von oder Abgrenzung zwischen dem Wasser des Primär-

mindestens zwei Dichtungen, die jeweils eine in Dreh- 5 kreises und dem Wasser znar Schmierung des Wellenla-

richtung am Körper der Maschine blockierte lose Schei- gers 15.

be aufweisen, die auf einer dazu konjugierten mit der Die Abdichtung wird sichergestellt durch drei WeI-umlaufenden Welle verbundenen umlaufenden Scheibe lendichtungen, die in Reihe angeordnet sind und die die aufliegen, wobei die erste Hauptdichtung eine Fluidfilm- in F i g. 3 ausführlich dargestellte Abdichtungsanorddichtung ist mit gesteuertem Leck zur zweiten Dichtung 10 nung bilden. Eine erste Dichtung 18 ist gerade oberhalb mit einer Abzweigung am Körper für eine Steuerleitung des Wellenlagers 15 angeordnet. Es handelt sich um eine des Leckdurchflusses, und ist dadurch gekennzeichnet, Wasser-Filmdichtung, wobei das Wasser zwischen zwei daß nach Evakuierung des Fluids die Rohrabzweigung Ringen oder Platten 19 aus Aluminiumoxid fließt, wobei der Überwachungsrohrleitung des Leckdurchflusses für die Ströme oder Abführung von außerhalb zur Welle 8 eine optische Überwachung oder Sichtprüfung verwen- 15 erfolgt. Der normale Leck-Durchfluß beträgt etwa V3 det wird zur Messung des Abstandes zwischen zwei des eingespritzten Durchflusses, wobei die anderen beiMarkierungen an zwei Gliedern, die einstückig sind mit den Drittel durch die thermische Barriere 16 zum Prider losen Scheibe bzw. mit der umlaufenden Scheibe der märkreis abfließen. Der Leck-Durchfluß bzw. -Durchzweiten Dichtung. satz der ersten Dichtung 113 fließt in ^A:ne Kammer 21 ab

Gemäß der Erfindung ist die Rohrabzweigung der 20 und zu einer zweiten Dichtung 22 iiblichen Aufbaues Rohrleitung gegenüber der zweiten Dichtung angeord- mit Aluminiumoxid/Graphit-Reibungsftächen. Im Benet und weist auf Markierungen an zwei mit einerseits trieb wird der Leck-Durchüatz durch eine Rohrleitung der losen Scheibe andererseits der umlaufenden Schei- 23 gesammelt, die über einen Flansch 24 mit einer Abbe der zweiten Dichtung einstückigen Gliedern eine be- rohrleitung zu einer Meßvorrichtung verbunden ist Die wegbare optische Visiereinrichtung auf einem mit dem 25 Messung des Leck-Durchsatzes ermöglicht eine BeKörper der Maschine einstückigen Träger parallel zur triebsüberwachung der Dichtungen 18 und 22.
Welle und eine Meßeinrichtung für die Verschiebung Der Leck-Durchsatz der zweiten Dichtung 22 fließt der Visiereinrichtung. seinerseits in eine Kammer 26 ab und zu einer dritten

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dar- Dichtung 27 mit Aluminiumoxid/Graphit-Reibungsflä-

gestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt 30 chen und mit geringem Leck-Durchsatz, der jedoch aus-

F i g. 1 vereinfacht ein Umwälzschema des Primär- reichend ist um die sich berührenden Flächen zu

kreises eines Druckwasserreaktors, das insbesondere schmieren. Im Betrieb wird der Leck-Durchsatz mittels

die Primärpumpe des Kreises zeigt; der Rohrleitung 28 gesammelt, die über einen Flansch

F i g. 2 im Axialschnitt die Durchführung des Pum- 29 mit einer Abführleitung; zu einer neuerlichen oder

penkörpers durch die Antriebswelle des Rotors und die 35 weiteren Meßeinrichtung verbunden ist.

Anordnung der Abdichtungsgruppe; Die Rohrleitung 28 ist geradlinig und mündet in die

Fig. 3 ausführlich die Abdichtungsgruppe der Welle; Kammer 26 gegenüber deir Berührungsehene <?«r rei-

F i g. 4 die Anordnung der optischen Visiereinrich- benden Flächen bzw. Reibungsflächen. Diese sind gebil-

tung und dei en Trageinrichtung. det durch eine sich drehende oder umlaufende Scheibe

In Fig. 1 ist eine Motor-Primärpumpen-Gruppe 1 40 30 v.us Aluminiumoxid, die einstückig mit der Welle 8 ist,

dargestellt, die im geschlossenen Umwäbkreis von -und durch eine lose Scheibe 31, die durch eine Tragein-

Druckwasser angeordnet ist, wobei das Wasser zwi- richtung 32 getragen ist, die in Vertikalrichtung frei ist

sehen dem Reaktorbehälter 2, in dem es erzeugte War- und in Drehrichtung durch Finger 33 blockiert ist. Die

memengen aufnimmt, und einem Dampfgenerator-Tau- Trageinrichtung 32 trägt eine Markierung 34, die über

scher 3, in dem es die Wärmemengen abgibt, zur Erzeu- 45 den gesamten Umfang der Trageinrichtung 32 gefertigt

gung von Dampf, der anschließend in üblicher Weise in ist In gleicher Weise trägt die umlaufende Scheibe 30

Turbinen-Wechselstromgenerator-Gruppen, die nicht eine Markierung 35, die über ihre gesamte Außenfläche

dargestellt sind, verwendet wird, umgewälzt wird. Ein bzw. ihren gesamten Außenumfang gefertigt ist.

Druckerzeuger 4 erzeugt einen geeigneten Druck, um Die Rohrleitung 23 ist geradlinig und mündet in eine

das Primärwasser im Flüssigzustand zu halten. 50 Kammer 21 gegenüber der losen Trageinrichtung 37,

Wie es sich insbesondere aus den F i g. 2 und 3 ergibt, die in Axialrichtung beweglich ist und die in Drehrich-

weist die Motor-Primärpumpen-Gruppe 1, die hier eine tung durch Finger 38 blockiert ist Die Trageinrichtung

Schraubenzentrifuße ist, einen in einer Volute oder Spi- 37 trägt eine lose Scheibe 39 aus Graphit, die auf einer

rale 7 umlaufenden Rotor 6 auf. Der Rotor 6 ist mit eine"· umlaufenden Schere 40 aus Aluminiumoxid ruht Die

Antriebswelle 8 gekoppelt, die ihrerseits mit einem An- 55 Trageinrichtung 37 trägt eine Markierung 41, die über

triebsmotor 9 (Fig. 1) gekoppelt ist. In Fig.2 ist ledig- ihren gesamten Außenumfang gefertigt ist. In gleicher

lieh dargestellt, daß die Ankopplung der Welle 8 der Weise trägt die umlaufende Scheibe 40 eine Markierung

Pumpe an die Motorwelle mittels Flanschen 11 erfolgt, 42 über ihren gesagten Umfang,

wobei der Motor 9 selbst von der Spirale der Pumpe In F i g. 4 ist die Anordnung aus einer Visiereinrich-

mittels einer Trageinrichtung 12 gehalten ist. 60 tung und deren Trageinrichtung dargestellt. D^:e Trag-

Die Motor-Primärpumpen-Gruppe 1 weist drei WeI- einrichtung weist eine Basisplatte 45 auf, die auf dem lenlagerauf, nämlich zwei öllager im Motor, die folglich Flansch 24 der Rohrleitung 23 nach Demontage der hier nicht dargestellt sind, und ein Wellenlager 15. das Abführrohrleitung für den Leck-Durchfluß, der durch vom Wasser in der Pumpe geschmiert wird. Es ist hier die Rohrleitung 23 Hießt, anbringbar ist. Die Basisplatte nicht der Kaltwasser-Einführkreis dargestellt, der in 05 45 weist eine öffnung 46 in der Achse der Rohrleitung Höhe des Wellenlagers 15 angeordnet ist, um es zu 23 sowie eine zweite Öffnung 47 in der Achse der Rohrschmieren und um die Dichtungen für kontrolliertes leitung 28 auf, wenn die Anordnung am Flansch 24 befe-Leck, die weiter unten erläutert werden, zu versorgen. stigt ist. Eine Führungsplatte 49 ist an der Basisplatte 45

angelenkt (Schwenkachse 50), um eine leichte Winkeleinstellung gegenüber der Basisplatte 45 zu ermöglichen unter Verwendung einer drückenden Einstellschraube 51 und einer Blockierschraube 52.

Die Führungsplatte 49 weist in der vereinfachten s Zeichnung nicht dargestellte Führungen auf, die zum Führen längs einer Vertikalverschiebung einer Visiertrageinrichtung 53 gegenüber der Führungsplatte 49 dienen. Die Relativbewegung wird erreicht mittels einer Mikrometerschraube 55, die die Verschiebung einer mit der Visiertrageinrichtung 53 einstückigen Mutter 56 steuert Eine optische Visiereinrichtung 58 ist in eine von der Visiertrageinrichtung 53 getragenen Klemme 59 blockiert, derart, daß sie in der Achse der öffnung 60 der Visiertrageinrichtung 53 ist. Die Visierlinse oder das Visierfernrohr 58 weist eine axiale eingebaute vordere Beleuchtungseinrichtung auf, die von üblicher Art ist und die deshalb nicht dargestellt ist

Bei einer Stillsetzung des Reaktors kann, wenn der Primärkreis und damit die Abdichtungsanordnung leer sind, die Abnutzung oder der Verschleiß der Dichtungen

22 und 27 gemessen werden durch lediglich Lösen der Leck-Abführleitungen und Befestigen der Visiertrageinrichtung 53 am Flansch 24. Dann wird nacheinander das Visierfernrohr 58 gegenüber den Rohrleitungen 28 und

23 durch Handhabung der Schraube 55 gebracht Ein erste Messung durch die Rohrleitung 28 unter Verschieben der Visierachse des Visierfernrohres 58 nacheinander gegenüber der Markierung 34 und dann gegenüber der Markierung 35 ergibt durch Ablesen der Mikrometerschraube 55 den Abstand zwischen den beiden Markierungen 34,35. Durch Vergleich mit dem Anfangszustand oder mit dem Ergebnis der vorhergehenden Messung ist es einfach, das lineare Fortschreiten der Abnutzung abzuschätzen und zu bestimmen und durch Extra- polation den Augenblick abzuschätzen, indem das Ersetzen der Dichtungen sich als notwendig erweisen wird.

In gleicher Weise wird in der zweiten Phase vorgegangen durch die Rohrleitung 23, um den Abstand zwi- sehen den Markierungen 41 und 42 zu messen und um die Abnutzung der Dichtung 22 abzuschätzen. In den meisten Fällen kann, wobei berücksichtigt wird, daß die Benutzung im wesentlichen die Graphitscheibe betrifft, lediglich der Abstand zwischen den Markierungen 35 und 41 gemessen werden.

Auf diese Weie kann der Verschleiß oder die Abnutzung der Dichtungen 22 und 27 gemessen werden, ohne diese demontieren zu müssen, und zwar mittels einer Messung von au?en und vollständig geschützt gegenüber Kontaminations-Gefahren.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

1 2 Begrenzen des Leck-Durchsatzes der zweiten Dich- Patentansprüche: tung bestimmt ist, mit einer zweiten Rohrabzwei gung für eine Rohrleitung zur Leck-Durchsatz-Mes-

1. Verfahren zur Messung des Verschleißes von sung der zweiten Dichtung, dadurch gekennzeichumlaufenden Dichtungen an einer umlaufenden Ma- 5 net daß jede Rohrabzweigung (23, 28) gegenüber schine, deren Rotor mit einer Welle verbunden ist, einer Dichtung (22,27) angeordnet ist, und

die den Körper der Maschine durchsetzt, unter Zwi- daß die Bewegungslänge der Visiereinrichtung (58)

schenanordnung mindestens zweier Dichtungen, die auf ihrer Trageinrichtung (45) ausreichend ist, um

jeweils eine am Körper der Maschine drehfeste lose aufeinanderfolgend die Visiereinrichtung (58) geScheibe aufweisen, die auf einer konjugierten mit io genüber jeder Rohrleitung (23,28) zu führen, der sich drehenden Welle verbundenen umlaufenden

Scheibe ruht, wobei die erste, Hauptdichtung eine

Fluidfilm-Dichtung mit kontrolliertem Leck zur zweiten Dichtung ist mit einer Rohrabzweigung am

Körper für eine Rohrleitung zur Überwachung des 15 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abnutzungs-Leck-Durchsatzes, dadurch gekennzeich- oder Verschleißmessung bei sich drehenden Dichtungen net, daß bei Abstellen nach Entleerung des Fluids der Welle einer umlaufenden Maschine, das insbesondedie Rohrabzweigung (23) der Rohrleitung zur Ober- re beispielhaft zur Überwachung der Dichtungen an der wachung des Leck-Durchsatzes für eine optische Umwälzpumpe des Primärkreises eines Druckwasserre-Sichtprif sng zur Messung des Abstandes zwischen 20 aktors, die die Umwälzung von Wasser zwischen dem zwei Markierungen (41, 42) verwendet wird, die an Reaktorbehälter und einem Dampfgenerator sicherzwei Gliedern angebracht sind, die einstückig sind stellt bestimmt ist Die Erfindung betrifft auch eine diemit der losen Scheibe (39) bzw. der umlaufenden se Messungen ermöglichende Vorrichtung. Scheibe (40) der zweiten Dichtung (22). Die Umwälzpumpe des Primärkreises eines Druck-

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei einer Maschine, 25 wasserreaktors, im allgemeinen Primärpumpe genannt deren Welle eine dritte Dichtung aufweist die zur bildet ein wesentliches Teil eines derartigen Reaktors, Begrenzung des Leck-Durchsatzes der zweiten da sie die Übertragung von Wärmemengen vom Reak-Dichtung bestimmt ist mit einer zweiten Rohrab- torbehälter zum Generator des Versorgungsdampfes zweigung für eine Rohrleitung zur Messung des der Turbine sicherstellt Darüber hinaus bildet in den Leck-Durchsatzes der zweiten Dichtung, dadurch 30 dichten Primärkreisen die Umwälzpumpe die einzig gekennzeichnet daß nach einer ersten optischen Stelle, bei der eine Leckgefahr besteht längs der Welle, Sichtprüfung zur Messung -'es Abstandes zwischen die den Innenrotor der eigentlichen Pumpe, der im Inneden beiden Markierungen (41,42) mittels einer opti- ren des Primärkreises angeordnet ist mit der Motorschen Visiereinrichtung (58) 1' irch die andere Rohr- gruppe verbindet die außerhalb dieses Kreises ist Die abzweigung (38) der Abstand zwischen einer mit der 35 Dichtheit der Durchführung der Steuerwelle des Rotors iosen Scheibe (3 ί, 39) verbundenen Markierung (34, wird daher erreicht mit außerordentlich hoher Sorge für 41) einer der Dichtungen (22, 27) und einer mit der Sicherheit, und die systematische Überwachung des Zuumlaufenden Scheibe (30,40) der anderen Dichtung stands der Dichtungen und deren Abnutzung bzw. Ver-(22,27) verbundenen Markierung (35,42) gemessen schleiß ist aus dem gleichen Grund eine Sicherheitsforwird. 40 derung, um jeden möglichen Ausfall im Betrieb zu ver-

3. Vorichtung zum Messen der Abnutzung umlau- meiden.

fender Dichtungen bei einer umlaufenden Maschine, Herkömmlich weist die Einrichtung zur Abdichtung deren Rotor mit einer den Körper der Maschine der Welle einer Primärpumpe im allgemeinen zwei oder durchsetzenden Welle verbunden ist, unter Zwi- drei in Reihe angeordnete Dichtungen auf mit einer schenanordnung mindestens zweier Dichtungen, die 45 Druckwasser-Filmdichtung zwischen zwei Aluminiumjeweils eine am Körper der Maschine drehfeste lose oxid-Ringen und einem oder zwei Reibflächen-Dichtun-Scheibe aufweisen, die auf einer mit der umlaufen- gen, bei denen Aluminiumoxid auf Graphit reibt. Die den Welle verbundenen konjugierten umlaufenden Anordnung weist ebenso Rückführleitungen der Lecke Scheibe ruht, wobei die erste, Hauptdichtung eine auf, deren Durchflußmengen die Betriebsüberwachung Fluidfilm-Dichtung mit kontrolliertem Leck zur 50 der verschiedenen Stufen ermöglicht Die Hauptdichzweiten Dichtung ist, mit einer Rohrabzweigung am tung mit Wasserfilm mit relativ hohem Leckdurchfluß, Körper für eine Rohrleitung zur Überwachung des die mindestens 80% des gesamten Druckabfalls in der Leck-Durchsatzes, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungsanordnung absorbiert unterliegt keinem Rohrabzweigung (23) der Rohrleitung gegenüber wesentlichen Verschleiß. Es sind vor allem die beiden der zweiten Dichtung (22) angeordnet ist, und daß 55 anderen Stufen mit aneinander reibenden Aluminiumvorgesehen sind: oxid bzw. Graphitflächen, die periodisch überprüft wer-Markierungen (41, 42), die an zwei Gliedern ange- den müssen. Bisher kann die Verschleißmessung dieser bracht sind, die mit der losen Scheibe (39) bzw. der beiden Dichtungen nur über Demontage der Abdichumlaufenden Scheibe (40) der zweiten Dichtung (22) tungsanordnung erfolgen, es handelt sich dabei um cieinstückigsind, 60 nen langwierigen und kostspieligen Vorgang. Eine dereine auf einer Visiertrageinrichtung (45) bewegliche artige Demontage erfordert darüber hinaus aber auch optische Visiereinrichtung (58), die am Körper der einen Zutritt zu Zonen, bei denen Strahlungsgefährdung Maschine parallel zur Welle (8) einstückig ist, und besteht, was zusätzliche Sicherungsanforderungen /ur eine Meßeinrichtung zum Messen der Verschiebung Folge hat.

der Visiereinrichtung (58) auf ihrer Trageinrichtung 65 Es ist Aufgabe der Erfindung, bei Unterbrechung des

(45). Pumpenbetriebes die Verschleißmessung von außer-

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei einer Maschi- halb der Pumpe ohne Demontage der Dichtungsaufnahne, deren Welle eine dritte Dichtung besitzt, die zum men zu ermöglichen.