海水循環泵調試經驗匯總

溫青云　孫超

【摘 要】海水循環泵（以下簡稱“循泵”）調試期間，出現若干缺陷，主要表現為電機振動超標、電機下軸承箱漏油嚴重、停機密封氣囊破損以及油泵出力不足等。通過分析和處理，缺陷已經全部得到解決。本文主要結合缺陷處理的經驗反饋，對循泵結構設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支持。

【關鍵詞】循泵；振動超標；漏油；氣囊破損；出力不足；結構設計

0 概述

循泵是循環水系統的主要能動設備，其功能是將冷卻介質海水增壓后輸送到凝汽器中及海水升壓系統熱交換器中。循環水系統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、輔助設備管道及閥門儀表組成。泵組的葉輪、主軸、導向滑動軸承、泵蓋、齒輪箱等部件設計為可以直接從泵組上方移出的結構[1]。

電機包括定子、轉子、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 結構，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，經過行星級減速后將動力傳到輸出法蘭上，驅動循環冷卻水泵工作，實現其抽水功能。該齒輪箱傳動系統總體結構緊湊、簡單，是滿足核電高可靠性要求理想的傳動結構形式[3]。

1 調試期間若干缺陷及處理方案

1.1 電機振動超標

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

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。相較電機轉子的1倍頻旋轉頻率16.7Hz，電機出線盒方向固有頻率沒有超過電機轉子的1倍頻旋轉頻率25%，完全可以依據國標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據有較大的差別（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子的殘余不平衡力較小，不能排除現場支撐系統等外部因素對電機的影響。由于電機水泥基礎強度和固有頻率測量較困難，無法得到精準的數據。因此，可以通過在線動平衡調整，進一步減少電機轉子殘余不平衡力，從而降低激振力。

在線動平衡調整，需要吊開電機一側的水冷卻器，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的水冷卻器可以正常工作。在電機停止狀態，在電機轉子部分粘貼反光貼片。啟動電機后對電機在空載狀態進行頻譜參數采集，并記錄所測振動數據。運行30min后，讓電機停止運行，根據振動數據在電機轉子預加300～500g平衡塊。重新啟動電機，對預加上平衡塊的電機進行頻譜參數采集。通過原始的頻譜參數與預加過平衡塊的參數進行計算，算出待加平衡塊的重量和角度。根據算出平衡塊的重量和角度，重新調整電機轉子所加平衡塊。重新啟動電機，對在電機轉子增加經計算后添加的平衡塊機組進行頻譜參數采集和振動檢測，振動數據合格，即完成動平衡調整。若振動數據不合格，再次對比兩者參數，調整平衡塊重量和角度，直到振動數據合格為止。

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

1.2 電機下軸承箱漏油

海水循環泵電機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，發現油沿著電機輸出軸滲出。通過內窺鏡檢查下軸承箱擋油筒密封環，發現其存在較大縫隙。循泵電機下軸承箱內部為正壓，擋油筒密封環損壞的情況下，內部的油汽會從滑轉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，發現擋油筒密封環確實已經損壞，更換新密封環后，將電機回裝，重新試車，未再發現漏油情況。

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，用于密封循環水泵。它由三個密封環和兩個氣囊密封（橡膠材料）組成。在調試期間，經常發生氣囊破損，導致停機密封不可用。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，嚴重威脅設備和機組的安全。

經過分析研究，氣囊承壓試驗最大壓力為7公斤，但是現場的供氣系統壓力達到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抱住泵軸，壓力過大時，粘接處容易脫落。

針對以上情況，現場實施技改，在供氣系統上游增加減壓閥，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。現場改進后，氣囊再無發生破損，使用情況良好。

1.4 油泵出力不足

當循泵齒輪箱機械供油泵出力不足，供油壓力低于0.13MPa，會觸發保護信號，當壓力繼續下降，會引起循泵跳機。循泵調試期間就發生過，油泵出力不足，導致循泵跳機的情況。

通過調查分析，當時啟動條件均正常，唯獨油水冷卻器缺少冷源，導致油溫較高，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，理論上只要齒輪油泵的零件強度和驅動設備能量足夠，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（泵體內側面間隙為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，就會產生液體倒流現場，揚程就降低了，也就是壓力降了。同樣，當油溫升高，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，現場通過恢復冷源，將油溫降至室溫34℃后，從新啟動，油泵壓力正常建立。

2 總結

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

本主就是要結合調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經驗反饋，同時也為設備日后安全可靠運行提供技術保障。

【參考文獻】

[1]上海阿波羅機械股份有限公司.海水循環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.結構振動分析[M].吉林大學出版社，2008.

[責任編輯：田吉捷]