某電廠反應(yīng)堆冷卻劑泵電機(jī)頂油裝置介紹及改進(jìn)分析

胡陽　肖驥

【摘 要】某電廠反應(yīng)堆冷卻劑泵上部推力軸承頂油裝置作為反應(yīng)堆冷卻劑泵電機(jī)啟動(dòng)前的必要裝置，文章對(duì)整套裝置基本情況進(jìn)行簡單介紹，列舉了調(diào)試及運(yùn)行過程發(fā)現(xiàn)的缺陷，采取改進(jìn)措施等。

【關(guān)鍵詞】反應(yīng)堆冷卻劑泵上部推力軸承頂油裝置；頂軸油泵；缺陷；改進(jìn)措施

1 設(shè)備概述

1.1 設(shè)備主要組成，及性能參數(shù)

反應(yīng)堆冷卻劑泵上部推力軸承頂軸油泵安裝在反應(yīng)堆冷卻劑泵電機(jī)上部軸承箱旁，其主要組成包括兩臺(tái)高壓頂軸油泵（ABB電機(jī)及齒輪泵），兩套濾網(wǎng)，兩臺(tái)過濾器（包括4額濾芯），兩臺(tái)減壓閥，兩臺(tái)止回閥，兩塊就地壓力表，兩臺(tái)壓力變送器，兩個(gè)流量開關(guān)，1測溫儀表，一套測量用軟管，一套電氣控制柜（300*200*120），4套連接推力瓦的頂軸油管，軸承箱內(nèi)兩套頂軸油管。如圖1所示。

1.2 設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理分析

反應(yīng)堆冷卻劑泵啟動(dòng)前，整個(gè)電機(jī)定子重力通過推力頭作用在下推力瓦上，電機(jī)啟動(dòng)的瞬間，推力頭與下推力瓦之間存在相對(duì)位移，產(chǎn)生摩擦，若摩擦系數(shù)較大，可能損壞推力瓦，頂升油裝置通過高壓頂軸油泵，高壓油管線將高壓油打到上部軸承箱上下推力瓦與推力頭之間，使之形成油膜，以減小其相對(duì)移動(dòng)產(chǎn)生的破擦（瓦塊材料巴氏合金，在有油膜情況下摩擦系數(shù)是0.005，無油膜情況下摩擦系數(shù)是0.28），故而減少推力瓦塊的磨損幾率，延長滑動(dòng)軸承的使用壽命。反應(yīng)堆冷卻劑泵啟動(dòng)前，必須首先啟動(dòng)頂軸油泵，兩臺(tái)高壓頂軸油泵分別將軸承箱內(nèi)的潤滑油，通過外部高壓油軟管，軸承箱內(nèi)高壓油管，進(jìn)入推力瓦塊的油孔內(nèi)，瓦塊的進(jìn)油孔位于其側(cè)面，出油孔位于瓦塊與推力盤之間，高壓油在瓦塊與推力盤之間流動(dòng)建立油膜，反應(yīng)堆冷卻劑泵啟動(dòng)，由于推力盤與推力瓦之間存在油膜，較少磨損，在反應(yīng)堆冷卻劑泵轉(zhuǎn)速達(dá)到450rpm時(shí)，油膜通過離心力，自然建立，此時(shí)可以關(guān)閉頂軸油泵。當(dāng)反應(yīng)堆冷卻劑泵停運(yùn)前，應(yīng)再次啟動(dòng)頂軸油泵，保證電機(jī)轉(zhuǎn)速在小于450rpm時(shí)，依然存在油膜，減小軸承磨損。

1.3 設(shè)備設(shè)計(jì)與制造階段的情況

電機(jī)設(shè)計(jì)廠家為法國GE，該電機(jī)在中國核電市場上屬于首次應(yīng)用，在國際核電市場上也無成功運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，故此電機(jī)存在不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)。在最初設(shè)計(jì)階段，頂升油裝置并未在原設(shè)計(jì)說明書中體現(xiàn)，設(shè)計(jì)文件報(bào)核動(dòng)力遠(yuǎn)審核時(shí)，設(shè)計(jì)院人員提出增加頂升油裝置的要求，當(dāng)時(shí)廠家人員認(rèn)為，其所設(shè)計(jì)的反應(yīng)堆冷卻劑泵電機(jī)無需頂升油裝置，即可滿足運(yùn)行要求，但經(jīng)過核動(dòng)力院對(duì)參考電站的情況對(duì)比及安全考慮要求法國廠家增加。此頂升油裝置是在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)增加的。包括在現(xiàn)階段廠家仍然認(rèn)為該電機(jī)無需頂升油裝置。但參考電站多次出現(xiàn)了主泵軸承瓦塊受損的情況，經(jīng)分析均與頂軸油的設(shè)計(jì)有關(guān)。

2 設(shè)備調(diào)試運(yùn)行過程發(fā)現(xiàn)缺陷

在反應(yīng)堆冷卻劑泵現(xiàn)場試驗(yàn)階段，暴露了很多問題，其中頂升油裝置主要出現(xiàn)兩方面的缺陷，頂軸油泵電源使用存在一定的隱患（參考電站進(jìn)行了修改），頂軸油泵邏輯設(shè)定存在較大缺陷。

2.1 在調(diào)試階段，反應(yīng)堆冷卻劑泵頂軸油泵RCP011/012PO、RCP021/022PO沒有停運(yùn)反應(yīng)堆冷卻劑泵時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)的邏輯信號(hào)。為防止反應(yīng)堆冷卻劑泵在失電或其他意外情況下跳泵時(shí)操縱員沒有及時(shí)手動(dòng)啟動(dòng)頂軸油泵可能導(dǎo)致軸承損壞的風(fēng)險(xiǎn)，手動(dòng)啟動(dòng)油泵在主動(dòng)狀態(tài)下可以滿足要求，但在意外情況下，反應(yīng)堆冷卻劑泵停運(yùn)，很可能出現(xiàn)頂軸油系統(tǒng)未啟動(dòng)，反應(yīng)堆冷卻劑泵軸承受損。

2.2 目前反應(yīng)堆冷卻劑泵頂軸油泵的供電電源為1LKA，1LKB，當(dāng)失去主電源、主輔電源的情況下，反應(yīng)堆冷卻劑泵將會(huì)自動(dòng)停運(yùn)，而頂軸油泵由于電源失去而無法啟動(dòng)，這可能會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)堆冷卻劑泵軸承損壞。根據(jù)參考電站的經(jīng)驗(yàn)反饋，在失電試驗(yàn)后出現(xiàn)反應(yīng)堆冷卻劑泵推力瓦磨損的問題。

2.3 反應(yīng)堆冷卻劑泵啟停前，需要提前啟動(dòng)頂軸油泵，在頂軸油泵運(yùn)轉(zhuǎn)后，頂軸油油壓達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

3 針對(duì)缺陷的解決辦法

3.1 反應(yīng)堆冷卻劑泵停運(yùn)時(shí)增加自動(dòng)啟動(dòng)頂軸油泵邏輯，以防止頂軸油泵未及時(shí)啟動(dòng)可能導(dǎo)致的反應(yīng)堆冷卻劑泵損壞風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)從降低人因風(fēng)險(xiǎn)，減輕操縱員負(fù)擔(dān)角度出發(fā)，增加反應(yīng)堆冷卻劑泵停運(yùn)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)頂軸油泵邏輯意識(shí)很有必要的，但方案需考慮防止誤啟油泵。邏輯修改已經(jīng)實(shí)施，滿足自動(dòng)啟動(dòng)頂軸油泵要求。

3.2 反應(yīng)堆冷卻劑泵頂軸油泵的電源改為由應(yīng)急母線供電。即使在全場失電的情況下，仍然可以切換到應(yīng)急柴油機(jī)進(jìn)行臨時(shí)供電，保證反應(yīng)堆冷卻劑泵轉(zhuǎn)速在450rpm及以下時(shí)，頂油裝置的及時(shí)投用。

3.3 經(jīng)過分析，頂軸油泵未出現(xiàn)異常狀態(tài)，故確認(rèn)高壓油管路存在泄漏情況，現(xiàn)場檢查外部管路情況，未發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)，確定漏點(diǎn)應(yīng)該在上部軸承箱中的油管路上，打開上部軸承箱，對(duì)局部管路進(jìn)行打壓檢漏發(fā)現(xiàn)某管接頭處存在漏點(diǎn)。對(duì)存在泄漏的管接頭進(jìn)行拆除更換，再進(jìn)行打壓檢漏，問題得以解決。

4 思考與總結(jié)

4.1 頂升油裝置的設(shè)置是非常有必要的。分析：軸瓦材料為巴氏合金，其材料本身的特性確實(shí)具有建立自然油膜的條件，其具有減磨特性。但裝配的偏差，材料本身的加工精度等很多不確定因素都可能導(dǎo)致推力瓦受力不均，部分位置不能有效的形成油膜，從而使部分推力瓦受損。頂升油裝置可以增加建立油膜的可靠性。提供了第二重保障。是非常有必要的；

4.2 頂升油裝置作為一個(gè)CCM點(diǎn)，增強(qiáng)其可靠性是十分必要的。增加一套設(shè)備，勢必會(huì)多了一個(gè)設(shè)備故障的風(fēng)險(xiǎn)，所以必須盡可能解決此設(shè)備的故障幾率，通過邏輯修改，電源修改可以很大程度上減低設(shè)備的故障率，提高其穩(wěn)定性。

4.3 頂升油管路由很多個(gè)不規(guī)則管件組成，它們之間的連接配合，安裝質(zhì)量必須嚴(yán)格把關(guān)，任何一處的泄漏都能導(dǎo)致頂軸油裝置的失效；同時(shí)管路安裝完成后必須進(jìn)行壓力試驗(yàn)，以保證其可以承受設(shè)計(jì)壓力。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：張濤]