Підвищення вібронадійності відцентрових насосів АЕС на основі створення достовірних математичних моделей динамічної системи ротор-корпус

Abstract

У роботі вирішена науково-практична задача із забезпечення вібронадійності відцентрових насосних агрегатів АЕС, що реалізується на створенні достовірної математичної моделі динамічної системи насосного агрегату в цілому. Розглянуто динамічну підсистему ротора насоса, встановлено, що власні частоти коливань ротора насоса в значній мірі залежать від податливостей корпусів підшипників. Оскільки ротор –невід’ємна частина насосного агрегату, то проаналізовано динамічні характеристики агрегату. Результати розрахунку та експериментального визначення власних частот агрегату показали, що власні частоти окремих елементів значно відрізняються від власних частот системи, отже, розгляд системи в цілому дозволяє визначати динамічні характеристики агрегату достовірно. Створено методику побудови математичної моделі насосного агрегату, досліджено вплив податливості кріплення горизонтального насоса на його динамічні характеристики. У дисертаційному дослідженні розглянуто систему вертикального насосного агрегату та встановлено суттєву відмінність між власними частотами окремих підсистем та власними частотами системи в цілому, з’ясовано, як впливає податливість кріплення вертикального агрегату на його динамічні характеристики. Розроблено основні конструктивні способи відлаштування насосних агрегатів від резонансних режимів роботи.

In the dissertation, the scientific and practical tasks of ensuring the vibration stability of the NPP centrifugal pump units have been solved. This task is based on the creation of a reliable mathematic model of the centrifugal pump unit dynamic system as a whole. The dynamic subsystem of the pump rotor has been analyzed, it has been established that natural frequencies of vibration of the pump unit largely depend on bearing housing compliance. As the rotor is an integral part of the pump unit, the dynamic characteristics of the pump unit have been analyzed. Results obtained during calculations and experimental determination of natural frequencies of the pump unit have shown that natural frequencies of the subsystem are differ from the natural frequencies of a system to a large extend, it means that the analysis of the system as a whole allows performing the reliable determination of dynamic qualities of the pump unit. The technique of development of the pump unit mathematic model has been created. It has been investigated the effect of the flexibility of pump fasteners on the pump dynamic characteristics. The system of the vertical pump unit has been analyzed and it has been established the significant difference on natural frequencies of isolated subsystem and natural frequencies of the system as a whole. Basic design approaches for detuning the pump unit from resonant modes of operation have been created.