SHFV-Gleitringdichtungen in Kernkraftwerken

Eine Lösung für Vertikalpumpen

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Situation

  • Darlington Kernkraftwerk mit 16 einstufigen vertikalen Reheater Drain Pumps
Product portfolio

Herausforderung

  • Große Temperatursprünge und Druck, was zu ungenügender Kühlung führt
Advantages (big)

Lösung

  • SHFV1/42-E1, ein neues Dichtungssystem nach API-Plan 23
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70 km östlich von Toronto (Kanada) liegt das Darlington Kernkraftwerk. Die aus vier Kraftwerksblöcken bestehende, neueste kerntechnische Anlage von Ontario Power deckt mit ihrer Gesamtleistung von 3.512 MW 20 % des Energiebedarfs der Provinz Ontario – genug für die Versorgung einer zwei Millionenstadt.

16 einstufige vertikale Reheater Drain Pumps vom Typ BJ3X4X11, Modell TXR von Sulzer sind darin montiert. Das Reheater Drain System der zweiten Stufe leitet das Kondensat ab und entlüftet zugleich unkondensierten Dampf aus den Reheater Drain System-Rohrbündeln der zweiten Stufe, den es zum Dampfgenerator und zum Hochdruckheizaggregat überführt.

Die betreffenden Pumpen waren ursprünglich mit dem Dichtungssystem eines Wettbewerbers ausgestattet gewesen und nach API-Plan 41 betrieben worden. Hohe Temperaturen und hoher Druck verursachten Probleme mit der Dichtung und deren Versorgungssystem. Aufgrund der hohen Temperaturdifferenzen zwischen dem kalten Kühlmedium (Seewasser) und dem heißen Prozessmedium (entmineralisiertes Wasser) kam es zu exzessiven Ablagerungen von Kühlwassersediment, wodurch die Kühlschlange des Wärmetauschers regelmäßig verstopfte. Dies hatte eine unzureichende Kühlung zur Folge, was wiederum dazu führte, dass die Dichtungsflächen trockenliefen und die Dichtungen schließlich versagten.

Dies geschah bis zu zehn Mal im Jahr und verursachte einen Produktivitätsverlust von 4 MW, der mit täglich 5.000 CAD zu Buche schlug.

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EagleBurgmann entwarf ein neues Dichtungssystem: das SHFV1/42-E1 mit API-Plan 23. Dieses wurde im EagleBurgmann-Werk in Wolfratshausen einem Leistungstest unterworfen, der mit der Originalausrüstung und unter Betriebsbedingungen durchgeführt wurde, die denen bei Darlington Nuclear entsprachen. Sämtliche dabei durchgeführten Prüfungen wurden ohne jegliche Probleme bestanden.

Dichtungseigenschaften

  • Stationäre Gruppenfedern und integrierte Pumpenspindel
  • Druckstabilisierte verstärkte Dichtungsfläche aus Carbon mit gehärtetem Metallstützring
  • Werkstoffkombination für optimalen Wärmedurchgang an den Dichtungsflächen
  • Die robuste Gestaltung verhindert eine Verformung der Dichtungsfläche bei hohem Druck, wodurch stets ein stabiler Schmierfilm gewährleistet ist.
  • Betriebssicheres Verhalten mit geringen Leckverlusten bei Hochgeschwindigkeits- und Hochdruck-Anwendungen
     

Das erste SHFV1/42-E1-System mit API-Plan 23 wurde 2007 eingerichtet. Weitere 15 Dichtungssysteme sind 2008 dazugekommen. Seit der Inbetriebnahme arbeiten die Dichtungen tadellos und haben bislang keinerlei Probleme verursacht.

 

Abb. 1: SHFV Hochdruck-Gleitringdichtung für Kesselumwälzpumpen
Abb. 2: Gelb = rotierend, blau = stationär, grau = Gehäuse

  • Medium: Demineralisiertes Wasser
  • Betriebstemperatur: 288 °C (550 °F)
  • Einspritztemperatur an der Stopfbuchsbrille: 20 °C (68 °F)
  • Druck in der Stopfbuchse: 50 bar (725 PSI(g))
  • Drehzahl: 3.600 min-1
  • Pumpentyp: Sulzer BJ3X4X11 Modell TXR
  • Betrieb: Volllastpumpen,
  • Betrieb rund um die Uhr