某核電機(jī)組常規(guī)島典型案例分析

張浩　李康樂

【摘 要】本文簡要介紹了某核電廠1號機(jī)組汽輪機(jī)在首次沖轉(zhuǎn)至整組啟動期間遇到的幾個典型事件，如汽機(jī)1#瓦溫度異常升高、2#主汽閥閥桿銷斷裂、盤車電機(jī)鏈條拉長等，分析了事件的根本原因及處理方式，為后續(xù)其他機(jī)組在該試驗(yàn)項(xiàng)目上提供重要參考。

【關(guān)鍵詞】首次沖轉(zhuǎn)；瓦溫；主汽門；盤車鏈條

1 汽機(jī)1#瓦溫度異常升高

常規(guī)島首次非核蒸汽沖轉(zhuǎn)是在熱態(tài)功能試驗(yàn)階段，利用一回路2臺主泵及穩(wěn)壓器電加熱器運(yùn)行輸入的能量使一回路升溫升壓，在蒸汽發(fā)生器（SG）二次側(cè)產(chǎn)生飽和蒸汽作為汽源，沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)至額定轉(zhuǎn)速3000rpm，在沖轉(zhuǎn)期間驗(yàn)證機(jī)組各系統(tǒng)工作正常。

2015年3月8日19：55分，該核電廠1#汽輪機(jī)組掛閘后，機(jī)組轉(zhuǎn)速開始攀升，過程中主控監(jiān)視發(fā)現(xiàn)1號瓦溫度迅速上升，在機(jī)組轉(zhuǎn)速約200～250rpm時刻手動打閘。打閘后，在汽機(jī)轉(zhuǎn)速下降過程中1號瓦溫度先上升到約158.1度后有下降過程，然后又再次上升到177.5度后重新下降。在此過程中，偏心與溫度出現(xiàn)同步變化，現(xiàn)場聽音檢查無明細(xì)剮蹭異音，過程中1號瓦溫度有波動現(xiàn)象，至盤車狀態(tài)1號瓦溫仍約90℃左右。

事件發(fā)生后，經(jīng)專家討論對1號軸瓦進(jìn)行了解體檢查，在機(jī)組降溫達(dá)到檢修條件后，進(jìn)行1號軸瓦翻瓦解體，發(fā)現(xiàn)1號軸瓦上、下瓦均有明顯磨損跡象，其中上瓦磨損較輕，下瓦較嚴(yán)重。同時，1號軸頸表面也有明顯的磨損，表現(xiàn)為在軸向?qū)?yīng)軸瓦寬度范圍內(nèi)均有磨痕，最深溝痕深度約0.15～0.2mm左右。汽輪機(jī)1號及2號軸瓦，為高壓轉(zhuǎn)子支持軸承，相對于低壓轉(zhuǎn)子軸承，其承擔(dān)的負(fù)載較輕，正常情況下，溫度方面也應(yīng)處于較低水平。在A處，機(jī)組啟動沖轉(zhuǎn)至200～250rpm，保持運(yùn)行時間較短，約1～2min， 此時1號瓦溫度值約55.8℃，在合理范圍內(nèi)，隨后機(jī)組轉(zhuǎn)速下降，其溫度出現(xiàn)急劇攀升，并有波動現(xiàn)象，說明此時在軸瓦中有摩擦熱量持續(xù)積聚，且無法被潤滑油及時帶出，即潤滑油冷卻能力不足或缺失，從而造成了瓦溫最高達(dá)到177℃左右的水平。根據(jù)可傾瓦工作原理和上述沖轉(zhuǎn)過程相關(guān)參數(shù)趨勢看，導(dǎo)致此情況的原因是多方面的，直接原因?yàn)?號軸瓦潤滑油供油異常，不能及時導(dǎo)出軸瓦熱量和正常潤滑軸瓦。

自5月13日修整完畢的高壓轉(zhuǎn)子返回現(xiàn)場后，HNPC、CNPE、哈汽廠家、廣火及監(jiān)理公司等單位在短軸端面研磨、軸系找中心、高壓缸扣蓋、軸承與頂蓋間隙調(diào)整、盤車裝置修復(fù)過程中，通過早班會制度及時協(xié)調(diào)和處理發(fā)現(xiàn)的問題，完善所有返修數(shù)據(jù)測繪記錄與見證監(jiān)督文件，在有力推進(jìn)返修工作進(jìn)展的同時，確保消缺質(zhì)量可控并有力促進(jìn)了盤車先決條件的建立。2015年7月2日16時，1#汽輪機(jī)軸系完成非核沖轉(zhuǎn)缺陷返修后的首次投盤車。經(jīng)過24小時連續(xù)盤車，各軸承軸瓦溫度、軸承潤滑油回油溫度均保持穩(wěn)定狀態(tài)，符合設(shè)計文件要求的控制范圍。

2 2#主汽閥閥桿銷斷裂

2015年10月18日1號汽輪機(jī)主汽閥1GSE002VV在做動作試驗(yàn)時發(fā)生卡澀現(xiàn)象。閥瓣卡在中間行程無法關(guān)閉，拆開閥蓋后發(fā)現(xiàn)閥桿銷（斷面直徑約70mm）發(fā)生斷裂：銷軸斷口端面有不正常的剪切痕深度約3mm左右，造成應(yīng)力集中；銷軸斷面晶相存在早期開裂銹蝕。為保證1號機(jī)組整組啟動及并網(wǎng)，拆解閥門，對閥桿進(jìn)行檢修更換。

3 盤車電機(jī)鏈條拉長

2015年10月8日，盤車運(yùn)行期間，巡檢發(fā)現(xiàn)盤車電機(jī)有異音，電機(jī)軸承溫度無明顯升高情況，運(yùn)行一段時間后自動跳閘，重新啟動后再次跳閘。期間正在進(jìn)行汽機(jī)掛閘和打閘操作，但經(jīng)儀控分析兩者之間并無關(guān)聯(lián)（主蒸汽隔離閥下游未進(jìn)行暖管）。

分析發(fā)現(xiàn)負(fù)載過大會引起盤車跳閘，可能存在有電機(jī)軸承摩損或盤車鏈條、齒輪嚙合故障等。立即對盤車裝置解體。

鑒于上述原因，盤車電機(jī)啟動前應(yīng)注意：

1）盤車電機(jī)各部需充分潤滑。潤滑油接通五分鐘后，手盤盤車電機(jī)，待軸承及相關(guān)齒輪、鏈條全部潤滑后方可啟動盤車。

2）空載運(yùn)行四小時后，帶動轉(zhuǎn)子運(yùn)行。

3）避免盤車電機(jī)頻繁啟動，以防止鏈條不斷被拉長。

4）盤車電機(jī)負(fù)載一個周期后要進(jìn)行鏈條松緊度調(diào)整及軸承間隙檢測。若鏈條過于松動，將電機(jī)座及鏈條殼體座底部墊片同時加高相應(yīng)的高度進(jìn)行調(diào)整；若軸承間隙過大，需及時更換。

4 核電機(jī)組常規(guī)島典型案例的預(yù)防和處理措施

該核電廠一號機(jī)組容易出現(xiàn)瓦溫度過高、主汽閥閥桿銷斷裂和盤車點(diǎn)擊鏈條拉長等問題。經(jīng)過分析，我們找到一些原因，基于筆者多年的經(jīng)驗(yàn)，提出了一定的處理措施。首先，設(shè)計上，該核電站機(jī)組采用的是汽輪機(jī)的高、中壓自動主汽門，出現(xiàn)的問題是閥桿斷裂造成漏氣，解決辦法可以在A4腔室到三軸管道的位置安裝隔離門，使冷氣由三軸逆止門倒回冷氣，冷水至中壓缸底部，安裝隔離能夠有效的防止了水汽的進(jìn)一步泄露。但由于打破的傳統(tǒng)的安裝方式，核電站機(jī)組操作人員應(yīng)注重管道內(nèi)心的閥門的操作方式，正確操作以降低高壓缸初夏封漏氣不暢現(xiàn)象。同時，誤操作還可能帶來汽輪機(jī)軸向推力瓦溫短時間內(nèi)快速圣蓋，是汽輪機(jī)軸向推力不均而出現(xiàn)斷裂。與此同時，修改路基保護(hù)是確保保護(hù)動作正常。1#機(jī)組的正向、負(fù)向推力瓦溫度均出現(xiàn)過高現(xiàn)象。瓦溫度預(yù)警應(yīng)取其任何一點(diǎn)而非平均值。這樣一旦某一處出現(xiàn)高溫，也會進(jìn)行預(yù)警，很好的避免了以往以平均值預(yù)警的不準(zhǔn)確性，及時發(fā)現(xiàn)瓦的溫度異?，F(xiàn)象，提高機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性。也提高了機(jī)組檢修和操作人員對于故障的判斷速度。最后，針對操作人員所發(fā)現(xiàn)的瓦溫度過高現(xiàn)象要立即采取減負(fù)荷措施。嚴(yán)格按照操作流程和維修流程對其進(jìn)行判斷，正確處理停機(jī)時間，一方面保證效率，一方面提高安全指數(shù)。做到精心調(diào)整，正確控制機(jī)組升，降負(fù)荷。病善于分析機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，防止機(jī)組出現(xiàn)負(fù)荷波動快或者參數(shù)變化而出現(xiàn)瓦溫度急劇上升。

5 總結(jié)

常規(guī)島各系統(tǒng)的正常運(yùn)行關(guān)系到汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)等重大設(shè)備的安全，而相應(yīng)的故障及事故處理規(guī)程相對一回路來說較少，本文對二回路系統(tǒng)在調(diào)試期間遇到的典型案例進(jìn)行了匯總分析，分析了事故發(fā)生的主要原因，并有針對性的提出了解決策略。核電站在我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中具有不可磨滅的作用，如何通過正確的方法提高機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性，是核電站工作人員的主要任務(wù)。汽輪機(jī)的安全運(yùn)行對于核電廠的運(yùn)行穩(wěn)定性具有重要作用，關(guān)系到核電廠的持續(xù)生產(chǎn)，因此，分析常規(guī)島的問題，是提高核電廠生產(chǎn)效率的關(guān)鍵，對于典型案例的總結(jié)，將有助于今后類似問題的解決效率。

[責(zé)任編輯：王偉平]