钠泵机械密封可靠性分析方法研究

《钠泵机械密封可靠性分析方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目钠泵机械密封可靠性分析方法研究学科专业机械工程学号201521080102作者姓名任彬指导教师黄洪钟教授ResearchonReliabilityAnalysisMethodofSodiumPumpMechanicalSealAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:Me

2、chanicalEngineeringAuthor:BinRenSupervisor:Prof.Hong-ZhongHuangSchool:SchoolofMechanicalandElectricalEngineering摘要摘要核电厂以其发电效率高、污染排放小的特点正逐步取代传统的火力发电厂。反应堆是核电厂的关键设备，钠冷快堆是国际原子能机构推荐的第四代主力堆型之一，钠泵是将反应堆热能传递给蒸汽发生器，从而产生蒸汽推动汽轮机发电的关键设备。钠泵机械密封是钠泵的安全级设备，起到防止放射性物质泄漏的重要作用。一旦钠泵机械密封失效导致故障停堆，轻则

3、造成经济损失，重则造成人员伤亡。因此，开展钠泵机械密封的可靠性研究，确保其在服役期间稳定工作，具有十分重要的工程意义。然而，钠泵机械密封结构组成复杂，零件繁多，应设法找出影响其可靠性与工作寿命的关键部件和薄弱环节，为设计改进提供依据。同时，对于钠泵机械密封这类高可靠、长寿命要求的产品，如何开展可靠性验证工作，也具有研究意义。本文以某核电厂钠泵机械密封为对象，开展了其设计阶段的可靠性分析研究工作。主要研究内容如下：（1）详细分析了钠泵机械密封的结构组成和功能原理，在此基础上建立了钠泵机械密封可靠性模型，并根据系统的的可靠性指标要求，利用基于三角模糊

4、数的改进赋权法，使用模糊决策理论完成了钠泵机械密封的子系统可靠性分配，并和传统专家评分法分配结果进行了对比分析。（2）在明确钠泵机械密封结构和功能的基础上，对钠泵机械密封进行了层次的划分，并对其进行了故障模式影响分析，制定了FMEA表，确立机械密封各零部件的主要故障模式以及风险等级。然后建立了钠泵机械密封失效的故障树模型，利用最小割集分析和重要度分析方法得到了钠泵机械密封的薄弱环节。（3）根据FMEA以及故障树分析确立的关键部件以及主要失效模式，结合实际工况条件，设计了机械密封端面、O形密封圈的可靠性加速试验方案。在密封端面加速寿命试验方案中推导

5、了加速模型，并研究了基于BLUE法的可靠度求解算法，在此基础上，考虑威布尔形状参数与应力相关的情况，对经典BLUE法进行了改进，并验证了改进方法的有效性；在O形圈加速退化试验方案中研究了基于LSE法的可靠度求解算法。关键词：钠泵机械密封，可靠性分配，故障模式影响分析，加速试验IABSTRACTABSTRACTNuclearpowerplantsaregraduallyreplacingtraditionalthermalpowerplantsbecauseoftheirhighefficiencyandlowpollutionemissions.

6、ThereactoristhekeyfacilityofthenuclearpowerplantandtheSodiumRefrigeratedFastReactor(SFR)isoneofthefourth-generationreactorsrecommendedbytheInternationalAtomicEnergyAgency.Thesodiumpumpisthekeydevicethattransfersreactorthermalenergytothesteamgeneratortogeneratesteam,whichdrive

7、stheturbinetogenerateelectricity.Asthesecuritydeviceofthesodiumpump,themechanicalsealplaysanimportantroleinpreventingradioactiveleakage.Oncethemechanicalsealofthesodiumpumpfailed，itmayleadtotheshutdownofthereactor,whichmightcausehugeeconomiclosses,orevenresultincasualties.The

8、refore,itisofgreatsignificancetocarryoutresearchonthereliabilityofth