某核電輔助給水電動泵性能試驗經(jīng)驗反饋

廖訓龍

摘要：某核電工程4臺輔助給水電動泵的出廠性能試驗是設(shè)備制造中的最重要一環(huán)，是驗證設(shè)備設(shè)計、制造的合理性，保證其水力性能準確、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定的重要工序。通過對設(shè)備出廠性能試驗時水質(zhì)檢測的依據(jù)及比對、耐久試驗中介質(zhì)溫度的控制、非驅(qū)動端推力軸承鉑電阻損壞更換、降壓啟動試驗的三相電力儀表無檢定標識等技術(shù)方面的經(jīng)驗反饋，保證試驗結(jié)果的可靠性，進而從試驗結(jié)果中驗證產(chǎn)品的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：核電、輔助給水電動泵、性能試驗、經(jīng)驗反饋

1. 引言

某核電工程作為我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的百萬千瓦的壓水堆核電站，共布置4臺輔助給水電動泵（以下簡稱電輔泵），每臺機組各2臺。電輔泵用于輔助給水系統(tǒng)，屬離心泵，內(nèi)殼體為整體抽芯式結(jié)構(gòu)[1]，安全3級、QA1級設(shè)備。在電廠啟動、熱備、熱停堆和從熱停堆向冷停堆過渡的第一階段，輔助給水系統(tǒng)代替主給水系統(tǒng)向蒸汽發(fā)生器二次側(cè)供水;在事故工況下，該系統(tǒng)向蒸汽發(fā)生器應急供水，排出堆芯余熱直至達到余熱排出系統(tǒng)投入的運行條件。電輔泵出廠性能試驗項目包含性能試驗、汽蝕試驗、耐久試驗和降壓啟動試驗。所有試驗項目中，軸承、電機定子溫度均不能超標，機械密封無可見泄漏。試驗采用閉式回路設(shè)計，通過泵組運轉(zhuǎn)帶動管路介質(zhì)流動。

2. 電輔泵性能試驗經(jīng)驗反饋

2.1水質(zhì)檢測的依據(jù)及比對

設(shè)計規(guī)范書和技術(shù)協(xié)議中涉及引用諸多不同行業(yè)的規(guī)范、標準。實際執(zhí)行中應明確其中的引用關(guān)系，才能保證與設(shè)計要求的一致性。某核電工程輔助給水電動泵技術(shù)規(guī)格書中引用的設(shè)計、建造規(guī)范為法國《壓水堆核島機械設(shè)備設(shè)計和建造規(guī)則》RCC-M。RCC-M第5卷附錄F Ⅲ中，對水質(zhì)劃分為A、B、C級和清水，共4類。根據(jù)《輔助給水電動泵技術(shù)規(guī)格書》中引用的《回轉(zhuǎn)動力泵-液壓性能驗收試驗》ISO9906的試驗要求，定義的水為清潔冷水。通常情況下，由于泵的水壓試驗是根據(jù)RCC-M規(guī)范執(zhí)行，水質(zhì)要求也為RCC-M的分級和標準，而在規(guī)范書出廠試驗的章節(jié)，容易疏忽規(guī)范書同時引用的《回轉(zhuǎn)動力泵-液壓性能驗收試驗》ISO9906的要求。比對發(fā)現(xiàn)，兩項標準所測的項目并不完全相同。

在電輔泵的試驗前，在原有RCC-M B級水的檢測項目上，補充了ISO9906要求的檢測項目，包括懸浮固體和固體總量，保證試驗用水同時達到兩者的要求，以符合技術(shù)規(guī)格書的規(guī)定。

2.2 耐久試驗中介質(zhì)溫度的控制

試驗臺的搭建是完成試驗項目、實現(xiàn)試驗目的的基礎(chǔ)，因此保證試驗臺架的布置滿足試驗條件的要求十分重要。某核電工程電輔泵的試驗由閉式回路構(gòu)成，試驗介質(zhì)溫度要求為7°C～50°C。因電輔泵屬于小流量、高揚程泵，而在布置試驗裝置時，未設(shè)置單獨的冷卻器，未充分考慮高揚程泵在管路中的損耗使介質(zhì)溫度更容易升高的特點。

在進行性能試驗和汽蝕試驗時，因總時間較短，分別單獨完成兩項試驗時介質(zhì)溫度均能得到控制。而耐久試驗要求為20小時，僅10次啟停，在持續(xù)運行的過程中，已無法控制水溫。雖然已開啟補水泵向水罐內(nèi)補充冷水，但仍無法維持在50°C以下。為保證試驗的進行，臨時完成了試驗管路的改造，在泵的進口端增加熱交換器，進行強制換熱。改造后的方案經(jīng)驗證控溫效果顯著，最終保持在規(guī)范的溫度區(qū)間內(nèi)完成了耐久試驗。

2.3 非驅(qū)動端推力軸承鉑電阻損壞更換

電輔泵的非驅(qū)動端推力軸承分別設(shè)置兩個鉑電阻，用于測量推力軸承兩端的溫度。電輔泵運行時，一端鉑電阻的讀數(shù)較另一端鉑電阻讀數(shù)高出15°C～20°C，耐久試驗時一端讀數(shù)超出試驗大綱≤85°C要求?？紤]到兩個鉑電阻均得到第三方檢測，本著謹慎的態(tài)度，先后進行如下步驟：（1）停泵、拆軸承并檢查內(nèi)部情況，未發(fā)現(xiàn)磨損。（2）翻閱內(nèi)部試驗時溫度記錄，未發(fā)現(xiàn)兩端軸承溫度明顯落差;至此，初步判斷系非泵組的原因。（3）對調(diào)兩端接線（鉑電阻本體靜置），檢查溫度顯示的變化。實測溫度隨接線變化而變化。初步判斷為鉑電阻本體的原因，非信道故障。（4）同環(huán)境比對。兩個鉑電阻測同一水溫，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)明顯偏差。因此，確定為一側(cè)鉑電阻損壞。

試驗最終經(jīng)過鉑電阻的重新采購、檢定和安裝才得以恢復。該事例說明，測量設(shè)備的準確性既取決于前期檢定，也取決于后續(xù)保護。對于試驗前的先決條件檢查，審查檢定證書是一方面，對于易損件，若條件允許，使用前應測試它的完好性。在耐久試驗推力軸承溫度超標時尋找原因，進而發(fā)現(xiàn)鉑電阻損壞。前序已完成的性能試驗和汽蝕試驗，雖然讀數(shù)指示不超標，但因為無法評估損壞鉑電阻的讀數(shù)與實際溫度間的絕對關(guān)系，從技術(shù)角度是無法證明其測得數(shù)據(jù)有效性的。因此，在完成鉑電阻更換后，重新開始了電輔泵的試驗以符合質(zhì)量保證的要求。

2.4降壓啟動試驗的三相電力儀表無檢定標識

降壓啟動試驗是在80%額定電壓下進行，試驗準備前需要進行倒線、接線操作。接線完成后，檢查發(fā)現(xiàn)三相電力儀表（表號：AT511010467）無檢定合格標識，不滿足測量設(shè)備的管理要求。

某核電工程電輔泵的出廠試驗共使用兩個電源柜，由于管理上的疏忽，試驗前僅對正常壓力等級試驗用的普通柜進行了檢查，未對降壓柜的儀表進行檢查。試驗的先決條件，是在泵組的所有出廠試驗項目開始前進行，但其檢查的儀器儀表選擇和檢定，僅是針對第一項試驗的內(nèi)容。后續(xù)項目的試驗，因儀器儀表的使用發(fā)生了變更，而忽視了重新對其檢查，最終造成了疏漏。

3. 小結(jié)

某核電工程電輔泵的出廠性能試驗項目具有通用性，試驗中的出現(xiàn)的問題是性能試驗真實的案例，雖由于及時發(fā)現(xiàn)，未對試驗活動造成影響，但應形成思考和經(jīng)驗反饋。

（1）在電輔泵的試驗前，針對水質(zhì)檢測補充ISO9906要求的檢測項目。

（2）開展試驗管路的改造，在泵的進口端增加熱交換器，進行強制換熱，確保耐久試驗介質(zhì)溫度受控。

（3）關(guān)注非驅(qū)動端推力軸承兩個鉑電阻和三相電力儀表“機”的變化，應重新檢查設(shè)備檢定和布置。

參考文獻：

[1]溫青云. 輔助給水電動泵設(shè)計、安裝、運行技術(shù)研究與探討. 科技視野，2016（21）：218.