海水循環(huán)泵調(diào)試經(jīng)驗匯總

溫青云　孫超

【摘 要】海水循環(huán)泵（以下簡稱“循泵”）調(diào)試期間，出現(xiàn)若干缺陷，主要表現(xiàn)為電機振動超標(biāo)、電機下軸承箱漏油嚴(yán)重、停機密封氣囊破損以及油泵出力不足等。通過分析和處理，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，對循泵結(jié)構(gòu)設(shè)計進行全面研究與探討，為循泵今后的運行與維護提供技術(shù)支持。

【關(guān)鍵詞】循泵；振動超標(biāo)；漏油；氣囊破損；出力不足；結(jié)構(gòu)設(shè)計

0 概述

循泵是循環(huán)水系統(tǒng)的主要能動設(shè)備，其功能是將冷卻介質(zhì)海水增壓后輸送到凝汽器中及海水升壓系統(tǒng)熱交換器中。循環(huán)水系統(tǒng)是核電站的最終冷源。

循泵的型號為CVP20-20.8，由混凝土蝸殼泵、6千伏大型三相鼠籠式異步電機、行星式減速齒輪箱、潤滑系統(tǒng)、輔助設(shè)備管道及閥門儀表組成。泵組的葉輪、主軸、導(dǎo)向滑動軸承、泵蓋、齒輪箱等部件設(shè)計為可以直接從泵組上方移出的結(jié)構(gòu)[1]。

電機包括定子、轉(zhuǎn)子、上軸承、下軸承、空-水冷卻器（左右各一）、總進水管路和出水管路、接線盒（主接線盒、中性點CT接線盒）等主要部件[2]。

齒輪箱采用NGW 結(jié)構(gòu)，功率三分流人字齒行星一級傳動，主要由輸入花鍵套、行星包、組合軸承、底座、輸出法蘭、電動輔助油泵、機帶油泵等零部件組成。動力由立式電機通過輸入花鍵套，經(jīng)過行星級減速后將動力傳到輸出法蘭上，驅(qū)動循環(huán)冷卻水泵工作，實現(xiàn)其抽水功能。該齒輪箱傳動系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)緊湊、簡單，是滿足核電高可靠性要求理想的傳動結(jié)構(gòu)形式[3]。

1 調(diào)試期間若干缺陷及處理方案

1.1 電機振動超標(biāo)

電機首次空載試車，驅(qū)動端軸承出線盒方向振動值達0.055mm，超出設(shè)計要求值0.045mm。對電機軸瓦氣隙和油隙進行檢查，均在合格范圍內(nèi)，同時軸瓦溫度符合設(shè)計要求，排除軸瓦間隙不合格導(dǎo)致電機振動超標(biāo)因素。

通過頻譜分析儀的固有頻率檢測，電機出線盒方向固有頻率為20Hz，電機冷卻器方向固有頻率為24Hz。相較電機轉(zhuǎn)子的1倍頻旋轉(zhuǎn)頻率16.7Hz，電機出線盒方向固有頻率沒有超過電機轉(zhuǎn)子的1倍頻旋轉(zhuǎn)頻率25%，完全可以依據(jù)國標(biāo)GB/T6075.3-2001判斷電機出線盒方向為柔性支撐，電機冷卻器方向為剛性支撐，所以表現(xiàn)出在相同的激振力的作用下電機出線盒方向、冷卻器方向的振動數(shù)據(jù)有較大的差別（出線盒方向/冷卻器方向：0.055mm/0.028mm）。通過頻譜分析儀顯示電機轉(zhuǎn)子的殘余不平衡力較小，不能排除現(xiàn)場支撐系統(tǒng)等外部因素對電機的影響。由于電機水泥基礎(chǔ)強度和固有頻率測量較困難，無法得到精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。因此，可以通過在線動平衡調(diào)整，進一步減少電機轉(zhuǎn)子殘余不平衡力，從而降低激振力。

在線動平衡調(diào)整，需要吊開電機一側(cè)的水冷卻器，對冷卻水管的進、出口用盲板進行封堵，保證電機的上機架和另一側(cè)的水冷卻器可以正常工作。在電機停止?fàn)顟B(tài)，在電機轉(zhuǎn)子部分粘貼反光貼片。啟動電機后對電機在空載狀態(tài)進行頻譜參數(shù)采集，并記錄所測振動數(shù)據(jù)。運行30min后，讓電機停止運行，根據(jù)振動數(shù)據(jù)在電機轉(zhuǎn)子預(yù)加300～500g平衡塊。重新啟動電機，對預(yù)加上平衡塊的電機進行頻譜參數(shù)采集。通過原始的頻譜參數(shù)與預(yù)加過平衡塊的參數(shù)進行計算，算出待加平衡塊的重量和角度。根據(jù)算出平衡塊的重量和角度，重新調(diào)整電機轉(zhuǎn)子所加平衡塊。重新啟動電機，對在電機轉(zhuǎn)子增加經(jīng)計算后添加的平衡塊機組進行頻譜參數(shù)采集和振動檢測，振動數(shù)據(jù)合格，即完成動平衡調(diào)整。若振動數(shù)據(jù)不合格，再次對比兩者參數(shù)，調(diào)整平衡塊重量和角度，直到振動數(shù)據(jù)合格為止。

通過3次在線動平衡調(diào)整，電機出線盒方向振動值降至0.041mm，在合格范圍內(nèi)。

1.2 電機下軸承箱漏油

海水循環(huán)泵電機1CRF002MO自首次帶載運行以來，一直存在下軸承箱漏油的缺陷，平均一周漏油量約10L，軸承室共含油量約140L。對漏油點進行檢查，發(fā)現(xiàn)油沿著電機輸出軸滲出。通過內(nèi)窺鏡檢查下軸承箱擋油筒密封環(huán)，發(fā)現(xiàn)其存在較大縫隙。循泵電機下軸承箱內(nèi)部為正壓，擋油筒密封環(huán)損壞的情況下，內(nèi)部的油汽會從滑轉(zhuǎn)子與擋油筒間隙溢出，并沿著擋油筒和泵軸的間隙流出。

將電機整體吊出解體，發(fā)現(xiàn)擋油筒密封環(huán)確實已經(jīng)損壞，更換新密封環(huán)后，將電機回裝，重新試車，未再發(fā)現(xiàn)漏油情況。

1.3 停機密封氣囊破損

停機密封氣囊是停泵時，在維護工作期間，用于密封循環(huán)水泵。它由三個密封環(huán)和兩個氣囊密封（橡膠材料）組成。在調(diào)試期間，經(jīng)常發(fā)生氣囊破損，導(dǎo)致停機密封不可用。由于循泵是盤根密封，在停機密封不可用的情況下，海水會一直外溢，嚴(yán)重威脅設(shè)備和機組的安全。

經(jīng)過分析研究，氣囊承壓試驗最大壓力為7公斤，但是現(xiàn)場的供氣系統(tǒng)壓力達到10公斤，解體時，氣囊表面存在多處破口。同時，該氣囊通過膠水對粘成環(huán)抱住泵軸，壓力過大時，粘接處容易脫落。

針對以上情況，現(xiàn)場實施技改，在供氣系統(tǒng)上游增加減壓閥，同時更換氣囊型號，采用承插形式，無需膠水，氣囊供氣后，承插部分由于膨脹自動抱死?，F(xiàn)場改進后，氣囊再無發(fā)生破損，使用情況良好。

1.4 油泵出力不足

當(dāng)循泵齒輪箱機械供油泵出力不足，供油壓力低于0.13MPa，會觸發(fā)保護信號，當(dāng)壓力繼續(xù)下降，會引起循泵跳機。循泵調(diào)試期間就發(fā)生過，油泵出力不足，導(dǎo)致循泵跳機的情況。

通過調(diào)查分析，當(dāng)時啟動條件均正常，唯獨油水冷卻器缺少冷源，導(dǎo)致油溫較高，已達到60℃，平時正常運行的油溫不超過45℃。油泵為齒輪泵，它的壓力最終是要用揚程來體現(xiàn)，理論上只要齒輪油泵的零件強度和驅(qū)動設(shè)備能量足夠，輸液就可達到任意高度。但是，由于齒輪和泵體之間具有一定的間隙（泵體內(nèi)側(cè)面間隙為0.04-0.1mm，徑向間隙為0.1-0.15mm）所以揚程提高到一定程度時，就會產(chǎn)生液體倒流現(xiàn)場，揚程就降低了，也就是壓力降了。同樣，當(dāng)油溫升高，運行粘度降低，流動性增大，液體倒流量增大，壓力無法建立。

基于齒輪油泵的特點，現(xiàn)場通過恢復(fù)冷源，將油溫降至室溫34℃后，從新啟動，油泵壓力正常建立。

2 總結(jié)

循泵作為核電廠的最終冷源的能動設(shè)備，且沒有備用泵，因此它對核電站的安全穩(wěn)定運行起到至關(guān)重要的作用。目前國內(nèi)大多數(shù)核電站的循泵均是采用這種混凝土蝸殼混流泵，因此調(diào)試期間暴露出的缺陷，存在一定的共性。

本主就是要結(jié)合調(diào)試期間的這些缺陷處理情況，為同類型循泵缺陷處理提供相關(guān)經(jīng)驗反饋，同時也為設(shè)備日后安全可靠運行提供技術(shù)保障。

【參考文獻】

[1]上海阿波羅機械股份有限公司.海水循環(huán)泵水泵主要部件安裝手冊[S].2012-10-08，A版.

[2]上海阿波羅機械股份有限公司.配套電機安裝運行維護手冊[S].2012-01-05，A版.

[3]上海阿波羅機械股份有限公司.配套齒輪箱運行維護手冊[S].2013-02-28，A版.

[4]陳宇東.結(jié)構(gòu)振動分析[M].吉林大學(xué)出版社，2008.

[責(zé)任編輯：田吉捷]