辅助密封是静压型机械密封重要的组成部分,其位置变化会对高压条件机械密封的性能产生重要影响,针对该问题,本文考虑密封组件之间的多体接触关系与O形圈辅助密封的影响,建立了静压型机械密封的热流固耦合计算模型。基于此模型,分析了机械密封性能随辅助密封位置参数变化的规律和机理,对比了不同安装部位O形圈位置参数的敏感性程度。结果表明,不同安装部位O形圈的位置参数对机械密封性能影响程度显著不同,其中密封环背部O形圈对密封性能影响极大,其泄漏率的平均变化率为2.06,因此在设计和制造过程中需特别注意。

流体静压轴承在精密、超精密领域有着广泛应用,其性能计算分析是应用该轴承的首要环节。针对传统计算方法效率低、过程复杂、容易出错等一系列问题,提出了一套基于COMSOL Multiphysics的流体静压轴承快速建模分析方法。该方法通过变量转化解决了边界条件设置的问题,实现了“薄膜流动”模块在流体静压轴承计算中的应用拓展。对比证明,该方法过程简单、效率高,为流体静压轴承求解问题提供了一种新的思路和解决方案。

采用商业有限元软件建立了核主冷泵用流体静压型机械密封动、静环组件的非线性二维轴对称有限元模型,通过对接触状态的分析给出了合理的动、静环简化边界约束条件,基于此建立了热弹耦合数值模型,对雷诺方程、能量方程、热传导方程进行耦合求解,证明了所建立模型的正确性,并对静环端面尺寸参数进行了优化设计。为保证良好的稳态密封性能,计算结果推荐静环端面的锥角在300～350μrad范围内选择,台阶半径Rm在0.120～0.125m范围内取值。

介绍百万千瓦级核电厂主泵流体静压型轴封和流体动压型轴封的工作原理、性能及结构特点，并分析了其中的关键技术，得到了百万千瓦级主泵轴封的技术现状，并对轴封技术的发展趋势作了近期展望。