国产化深槽型主泵机械密封低压泄漏率计算与试验研究

Calculation and Experimental Study on Low-Pressure Leakage Rate of Domestic Mechanical Seal with Deep Groove for Reactor Coolant Pump

深槽型流体动压机械密封是德国KSB公司的主泵机械密封结构型式,具有结构简单、磨损寿命长、低压泄漏率低等技术特征。本文提出了一种跨计算平台的协同分析方法,对国产化深槽型主泵机械密封进行计算分析,基于ANSYS平台对机械密封的热变形进行分析,采用有限差分法求解带JFO汽蚀边界条件的雷诺方程,利用浮动环的轴向平衡条件迭代求解获得平衡状态下的液膜厚度,继而计算获得稳态下液膜流场、压力分布以及机械密封的低压泄漏率。同时,搭建机械密封全流量试验台进行工况的全流量试验,测得了国产化深槽型主泵机械密封在稳态工况下的低压泄漏特征。研究表明,全流量试验测得的低压泄漏结果与计算结果相近,具有较好的匹配度。