副密封处的摩擦性能与寿命是影响核主泵流体动压轴封寿命的关键因素,为了研究副密封处的长期运行寿命,建立了高频往复试验装置,以模拟副密封处在高压介质条件下的往复运动,获取了副密封处O型橡胶密封圈与对偶金属件在频率提高、位移幅值增加和介质压力提高3种工况下的摩擦力变化数据,结果表明核主泵流体动压轴封副密封在正常运行工况频率为25 Hz、幅值约为30μm及介质压力为5.3 MPa时处于微动弹变状态;基于正常运行工况提高频率,在不超过300 Hz时副密封处的摩擦特性基本不会改变,但超过500 Hz时摩擦特性会明显变化;基于正常运行工况增加幅值和提高介质压力,副密封处的摩擦特性也基本维持不变。可见,在300 Hz以下提高频率对副密封寿命的影响可按线性增加考虑,能有效降低寿命验证时间。

建立核反应承压容器C形环1∶13缩比模型,综合考虑弹簧丝螺旋效应、弹塑性、大变形、接触多重非线性及耦合效应,对C形环密封特性进行仿真分析,得到缩比模型压缩回弹密封特性曲线、有效回弹量及总回弹量等关键性能参数。C形环缩比模型有限元数值模拟结果与实际数据趋势相同,验证了分析方法及计算模型的合理性。以此为基础,提出实际尺寸C形环仿真分析方法,分析得到其密封特性参数及曲线。实际尺寸C形环各项性能指标仿真结果与缩比模型仿真结果非常接近,为论证实际尺寸C形环的密封特性及其工程应用提供了依据。