核電站汽動輔助給水泵調(diào)試期間若干缺陷分析

溫青云，楊 銘海南核電有限公司，海南昌江 572733

核電站汽動輔助給水泵調(diào)試期間若干缺陷分析

溫青云，楊 銘
海南核電有限公司，海南昌江 572733

汽動輔助給水泵（以下簡稱汽輔泵）調(diào)試期間，發(fā)現(xiàn)若干缺陷，主要表現(xiàn)為機械打閘裝置無法掛閘、額定轉(zhuǎn)速不合格、機械脫口轉(zhuǎn)速不合格等。通過分析和處理，目前缺陷已經(jīng)全部得到解決。本文主要結(jié)合缺陷處理的經(jīng)驗反饋，對汽輔泵結(jié)構(gòu)設(shè)計進行全面的研究與探討，為汽輔泵今后的運行與維護提供技術(shù)支持。

汽輔泵；無法掛閘；額定轉(zhuǎn)速不合格；脫口轉(zhuǎn)速不合格；結(jié)構(gòu)設(shè)計

1 概述

汽輔泵是蒸汽發(fā)生器輔助給水系統(tǒng)的重要組成部分［1］，為臥式兩級離心式結(jié)構(gòu)，由單級汽輪機來驅(qū)動，汽輪機包含在與泵殼成整體的汽缸中。泵葉輪、汽輪機葉輪和導葉都安裝在公共軸上，該軸由兩只水潤滑的徑向軸承來支承。

汽輔泵的額定轉(zhuǎn)速為7 750rpm，由汽機控制裝置調(diào)節(jié)進汽量進行控制，蒸汽為VVP系統(tǒng)供應(yīng)的飽和蒸汽。介于汽泵的超高轉(zhuǎn)速，為了保證其安全可靠的運行，該泵設(shè)計了兩個不同類型的超速脫扣保護裝置，一個是電子超速脫扣保護，它由電子測速器所感受的轉(zhuǎn)速來動作；第二個機械超速脫扣保護由含在泵軸內(nèi)的一個脫扣螺栓來實現(xiàn)。海南昌江汽泵的脫扣轉(zhuǎn)速分別為：電子脫扣轉(zhuǎn)速9 058～9 226（108％～110％）和機械脫扣轉(zhuǎn)速9 477～9 645（113％～115％）［2］。

2 調(diào)試期間若干缺陷及處理方案

2.1機械打閘裝置無法掛閘

超速脫扣后，觸發(fā)器與脫扣桿脫開，脫扣桿處于自由狀態(tài)，此時通過主控遠程復位、就地控制面板復位或泵本體復位，使脫扣桿與觸發(fā)器重新掛閘，回到正常啟泵狀態(tài)。調(diào)試期間出現(xiàn)脫扣桿無法掛閘，導致泵無法使用的情況。

打開汽輔泵軸承室上蓋進行檢查，發(fā)現(xiàn)此時觸發(fā)器與脫扣螺栓間隙由原來的0.68mm（調(diào)試前期測量數(shù)據(jù)），變?yōu)?.68mm，懷疑觸發(fā)器存在卡澀情況。

通過拆卸機械打閘裝置，發(fā)現(xiàn)觸發(fā)器表面有大量的水垢、浮銹物，動作觸發(fā)器能明顯感覺卡澀。對觸發(fā)器進行解體，零部件清理打磨后，回裝觸發(fā)器，動作靈活。因此，造成觸發(fā)器傾斜的直接原因是由于銷軸卡澀，根本原因是系統(tǒng)沖洗不到位，同時泵長期停運，且未充滿介質(zhì)隔絕氧化物，導致泵體內(nèi)局部產(chǎn)生浮銹［3］，沉積在觸發(fā)器上，導致銷軸卡澀，如圖1所示。

機械打閘裝置回裝后，脫扣桿正常掛閘，缺陷消除。

2.2額定轉(zhuǎn)速不合格

調(diào)試期間，汽輔泵汽側(cè)由主蒸汽供汽，提供動力，蒸汽壓力約7.2MPa；水側(cè)則由ASG水箱供水，走小流量管線，回到ASG水箱，流量約30m3/h。根據(jù)廠家EOMM手冊中提供的蒸汽壓力-流量-轉(zhuǎn)速關(guān)系曲線，可以看出此時的額定轉(zhuǎn)速應(yīng)約為8 300rpm。

由于汽輔泵轉(zhuǎn)速是由調(diào)節(jié)閥進行控制，而調(diào)節(jié)閥的開度是由泵出口壓力Pd、文丘里管壓力Pt和彈簧力Fk共同作用來實現(xiàn)。汽輔泵額定轉(zhuǎn)速可以通過調(diào)整彈簧力Fk的大小來實現(xiàn)改變，如圖2所示。

額定轉(zhuǎn)速的調(diào)整涉及蒸汽壓力，泵水側(cè)出口壓力、泵體流量，以及壓力平衡裝置的調(diào)整原理，是值得研究的部分。

2.3機械脫扣轉(zhuǎn)速不合格

機械超速試驗會出現(xiàn)3種情況，一是汽機在規(guī)定的脫扣轉(zhuǎn)速9 477～9 645（113％～115％）范圍內(nèi)實現(xiàn)脫扣；二是在達到脫扣轉(zhuǎn)速之前汽輪機脫扣；最后是脫扣轉(zhuǎn)速已達到而汽輪機不脫扣。在機械超速試驗中，其中1臺汽輔泵脫扣轉(zhuǎn)速為8 966rpm，在未達到標準前汽輪機已脫扣，需作出調(diào)整。

機械超速脫扣機構(gòu)分為兩個部門：一是脫扣螺栓在達到規(guī)定轉(zhuǎn)速時能夠在離心力的作用下伸出擊打觸發(fā)器；二是觸發(fā)器能夠聯(lián)動錐形閥動作使得主汽閥動作，從而關(guān)閉小汽機進汽。因此，要調(diào)整泵的脫扣轉(zhuǎn)速，就有必要通過改變脫口螺栓相對于軸的軸向中心位置來實現(xiàn)。廠家技術(shù)文件指出，如果在達到脫扣轉(zhuǎn)速之前汽輪機脫扣，則必須將調(diào)整塞少量旋出軸。按廠家技術(shù)文件調(diào)整塞每移動一度，脫扣轉(zhuǎn)速將變更約50rpm。003PO的脫扣轉(zhuǎn)速為8 966rpm，則至少要將調(diào)整塞旋出軸10.2°。

現(xiàn)場經(jīng)過調(diào)整，機械脫扣轉(zhuǎn)速變?yōu)? 421rpm、9 414rpm和9 436rpm，在要求范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)合格。

3 結(jié)論

汽泵作為核電廠的專設(shè)安全設(shè)備，同時又是由汽機直接帶動的高速旋轉(zhuǎn)離心泵，如果蒸汽量控制不當，轉(zhuǎn)速能在瞬間超過10 000rpm，不僅造成設(shè)備本身的損傷，還極有可能出現(xiàn)飛車造成人員傷亡。

本文主要結(jié)合調(diào)試期間的若干缺陷處理情況，為今后處理汽輔泵提供相關(guān)經(jīng)驗反饋，保證設(shè)備的安全可靠運行。

［1］中核集團海南核電有限公司.核電廠中級運行，2012，77.

［2］CLYDE UNION LIMITED.Turbine Driven Auxiliary Feedwater Pump.EOMM手冊，2013（12）.

［3］蔡元興.常用金屬材料的耐腐蝕性能［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2012.

TM6

A

1674-6708（2016）170-0166-02

溫青云，助理工程師，海南核電有限公司，研究方向為機械工程及其自動化。楊銘，海南核電有限公司。