百万千瓦压水堆核电站安全壳喷淋泵分析
安全壳喷淋泵振动超标探讨
安全壳喷淋泵振动超标探讨作者：李攀峰蔡茂生李彬彬来源：《科技创新与应用》2017年第06期摘要：安全壳喷淋系统作为核电站专设安全设施之一，安全壳喷淋泵的正常安全运行举足轻重。
振动超标是安装调试阶段立式泵的突出问题，影响着系统的安全可靠运行，文章通过对比某核电项目四台机组安喷泵异同，分析振动超标原因及解决方法。
关键词：安喷泵；立式泵；振动超标1 概述振动超标是核电厂转机设备安装调试阶段的突出问题，据国内某核电项目1至4号机组安装调试阶段转机设备振动超标缺陷统计，风机振动超标63项，泵振动超标37项，其中仪控原因17项，机械原因83项，相对于卧式设备，立式泵处理难度最大，周期最长，如1、2号机组安全壳喷淋/安全注入泵、3号机组重要厂用水泵均存在振动超标问题，其中安喷泵振动超标最为突出，本文以该项目1至4号机组安喷泵对比分析，从国内外电机结构设计差异和安装精度分析振动超标原因及解决方法。
2 安全壳喷淋泵功能及性能简介在核电站发生LOCA（失水事故）或安全壳内蒸汽管道破裂下，安全壳喷淋系统作为唯一排出安全壳内热量，降低壳内压力和温度至可接受水平，并降低壳内气载放射性水平，确保第三道安全屏障完整性，安喷泵作为系统核心部件作用举足轻重。
喷淋泵为立式离心泵，电机由设备冷却水系统冷却。
运行工况及重要性能参数：（1）小流量工况：流量300m3/h，压头0.06MPa.g≤P≤0.22MPa.g，电机≤2.8mm/s，泵振动≤4.5mm/s；（2）直接喷淋工况：流量850m3/h，压头P≥13.1MPa.g，电机/泵振动≤2.8mm/s；（3）再循环喷淋工况：流量1050m3/h，压头P≥11.5MPa.g，电机/泵振动≤2.8mm/s。
其中1、2号机组两台安喷泵采用英国进口的克莱德泵及配套进口电机，电机均出现振动超标问题，3、4号机组采用上海电气凯士比的泵及配套国内电机，电机均未出现振动超标问题。
3 泵组振动测量方法及测量值采用CSI 2130机械分析仪采集/分析振动数据，测点分布两个位置和三个方向（水平、垂直、轴向），电机选顶部轴承处，泵选靠近轴承座或靠近轴承处，以振动的位移（μm）、速度（mm/s）、加速度（mm/s2）表示振动能量。
M310型核电厂稳压器喷淋调节分析与总结
M310型核电厂稳压器喷淋调节分析与总结摘要：在压水堆核电厂中稳压器是一回路压力控制的重要设备，而稳压器喷淋阀参与了稳压器压力控制。
为了控制稳压器的压力，喷淋阀起着至关重要的作用，将连续喷淋流量调节到其设计值,以便减少喷淋阀自动开启时的热应力和热冲击，并且有助于维持稳压器内的水化学和温度的均匀性，在反应堆功率变化期间，为保持硼浓度的均匀，调节极化喷淋流量。
本文以福建福清3#核电厂为参考核电厂，介绍了如何对稳压器热损失进行测量，如何调节连续喷淋流量以补偿热量的损失，以及对极化喷淋流量进行调节与验证，为后续喷淋阀的试验与调节提供参考和指导。
关键词：喷淋阀；热损失；连续喷淋；极化喷淋1 前言稳压器压力控制系统的功用主要是维持稳压器压力为其整定值15.5MPa（绝对），使在正常瞬态下不致引起紧急停堆，也不会使稳压器安全阀动作。
稳压器下部的波动管与环路热管段相连，所以控制了稳压器压力也就控制了反应堆和环路中的主冷却剂的压力。
稳压器压力控制系统还对喷淋阀实行所谓的“连续”“极化”控制。
稳压器的设计应能调节由于负荷瞬动引起的压力波动，即能维持水和蒸汽在饱和状态下的平衡。
它的容量必须有足够的水容积和足够的蒸汽容积。
2 喷淋阀概述2.1稳压器喷淋管线介绍稳压器喷淋管线分别接到一回路两个环路的冷段管线组成。
每个管线上有一个自动控制的喷淋气动阀门，阀门带连续喷淋的小档块，保持一股小流量连续喷淋。
喷淋管一端在稳压器内顶部设有喷淋头。
喷淋管另一端进口伸入到一回路冷段管内呈勺形，以便利用环路中流动的速度头增加喷淋的驱动力。
2.2稳压器连续喷淋喷淋阀设有下限位器，当阀门处于关闭位置时，下限位器使阀门处于微开状态，形成一定的泄漏流量作为连续喷淋的流量，连续喷淋流量为230L/h，连续喷淋的作用：? 保持稳压器内的水温与化学成分的均匀性；? 限制在大流量喷淋启动时对喷淋管的热应力和热冲击；? 均衡稳压器和一回路中的硼浓度，使比例电加热器以一个基值进行调节。
核电循环水泵运行简析
核电循环水泵运行简析发布时间：2021-05-27T01:05:22.594Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年4期作者：李柽[导读] 安全是核电发展的基石，各种泵类设备是核电站的重要组成部分，泵类设备的稳定可靠运行对于核电站的安全性和经济性极为重要福建福清核电有限公司福建福清 350300摘要：安全是核电发展的基石，各种泵类设备是核电站的重要组成部分，泵类设备的稳定可靠运行对于核电站的安全性和经济性极为重要。
随着系统的不断运行，泵类设备的部件可能会逐渐出现磨损、腐蚀等现象，导致泵产生各种故障，进而影响系统的运行。
为了防止泵类设备故障导致的严重后果，需要针对泵类设备开展状态监测与故障诊断的研究。
利用故障诊断技术对泵类设备出现的故障进行分析研究，对于提高系统运行的安全可靠性，具有重大的现实意义。
关键词：核电；循环水泵；运行引言核电站利用海水作为核岛和常规岛的最终冷却源来冷却凝汽器，使其产生背压推动汽轮机做功。
海水在作为冷却水之前，需要过滤掉海水中的杂物，泥沙及大的海生物，所以核电站海水过滤及阴极保护系统是核电站可靠运行的第一道安全屏障，是核电站重要的辅助系统，对核电站的安全运行具有特别重要的意义。
1核电循环水泵运行问题 1.1运行状态调试不规范无论何种设备结构，在正式应用前都需要进行相应的调试，确定设备运行状态满足要求后，再将设备投入到运行中。
在实际操作过程中，会存在一些不规范操作，从而导致振动问题的出现。
具体表现为：（1）在循环水泵的出口位置会添加运行参数控制设备，这些设备零件在正式应用时都需要对其进行合理调控，有时由于调试时间较紧，会出现调试状态不佳的情况，从而导致水泵振动的问题发生。
（2）在循环水泵中都会安装振动传感器，有时部件故障情况的出现，也会导致系统振动异常的情况发生。
1.2水流状态出现异常水流在水泵结构中流动的状态也会影响水泵结构振动效果。
第一，水泵的进水口对水流速度和水压有一定要求，水流速度如果超过最大的标准值，或者是水压不统一，出现忽高忽低、局部水压不稳定等情况，都会导致水泵进水口的结构出现变化，如导叶转变了方向，水泵运行的状态就会产生异常从而引发振动。
压水堆核电站循环水泵选型分析
１ 循 环 水泵 型 式及 特 点
目前 全球 大 功 率 核 电站 的循 环 水 总 流 量 较 大 ，一 般 应 用 的
水 泵 的种 类 很 多 ，按 工 作 原 理 主 要 可 分 为 叶 片 式 、容 积 式 和其他 。叶片式水泵 的工作 原理是 通过 叶片 的高速旋转 而完 成 对液体 的压送 。离心泵 、轴 流泵 和混流泵等属 于此类 。叶片 式 水泵 的叶轮人 流方 向都 为轴 向 ，叶轮 出流方 向有 轴 向、径 向 等 方 向 。离 心泵 沿 径 向流 出 叶 轮 ；轴 流 泵 沿 轴 向 流 出 叶 轮 ；混 流 泵介 于前 两 者 之 间 ，沿 着斜 向 流 出叶 轮 。 由于 叶 片 式 水 泵 效 率 高 、流 量 大 、扬 程 范 围宽 ，故 电站 循 环 水 系 统 一 般 选 用 叶 片 式 水泵 。循环水泵选择 的主要依据是所需 电厂冷却水 的总量 、扬 程 以及 四季不同工况 下都 能工作在 高效 区。选 泵 的原 则是 在 满 足 夏 季 工 况 的 条 件 下 ，考 虑 其 他 季 节 的 工 况 ，并 尽 量 减 小 电 机 的功率 ，尽量减少建设投资和运行成本 。通过 对所需冷却 水 总量 、扬程进行合理 计算后 ，合 理分配 每台水泵 的流 量和对 应 电机的 功 率 。离 心 泵、轴 流 泵 和 混 流 泵 的 适 用 范 围 如 图 １ 所 示 。
鬟装备应用与研究◆ｚｈｕａｎｇｂｅｉｙｉｎｇｙｏｎｇ ｙｕ Ｙａｎｊｉｕ
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压 水堆Байду номын сангаас核 电站 循 环 水 泵选 型 分 析
某核电机组安喷泵振动过大的原因及处理
某核电机组安喷泵振动过大的原因及处理摘要：本文概述了某核电机组安喷泵在调试过程中出现的振动过大的情况，并对安喷泵的振动故障进行分析并提出相应的处理方案，解决了振动问题，确保装置稳定运行。
关键词：离心泵振动故障分析1、概述电厂中运行的设备和结构普遍存在机械振动，而振动水平是衡量机械设备是否持续可靠运行的重要指标之一。
本文将对核电站安喷系统的立式离心泵的振动情况进行分析并处理。
安全壳喷淋系统（eas，简称安喷系统）是压水堆核电厂专设安全设施之一。
当一回路发生失水事故（loca）或安全壳内主蒸汽管道破裂的事故工况下，它可以使安全壳内的温度和压力降低到可接受水平，以确保第三道屏障——安全壳的完整性。
系统采用冗余设计原则，由a、b两个系列组成，每一系列各有一台喷淋泵，且每一系列可提供100%的喷淋能力。
两台安喷泵布置在核燃料厂房标高-6.70m处的房间里，并进行实体隔离。
2、系统振动故障概况2.1、安喷泵简介泵为立式结构，装在泵坑中，且配备吸入筒，泵的叶轮为离心式单吸叶轮，并配备一导流器。
每个泵都有立式电动机，安装在标高-3.40m的楼板上，并通过垂直驱动轴传输动力来驱动泵。
电机用设备冷却水系统（rri）的水进行冷却。
安喷泵的使用寿命按照40年来设计，每台泵应按累计10万个使用小时和1万次启动设计。
此设备能连续地运行1年，并且至少4000个小时不加润滑油。
泵电动机配备双向推力轴承，承受驱动轴热膨胀和地震载荷而产生的轴向力。
设备运行参数详见表1。
2.2、振动故障概况系统调试期间，发现安喷1号泵和2号泵均存在电机振动过大的问题。
1号泵电机空载运行时，电机振动烈度不超过2.8mm/s。
而当电机接上设冷水管道并和泵连接带载运行后，随着运行时间的增加，电机振动越来越大，若不及时处理，当电机运行约20分钟以后，电机非驱轴承轴向振动烈度超过2.8mm/s，甚至一度达到4.5mm/s。
且冷却电机的设备冷却水进口管道rri-0917和出口管道rri-0919弯头处的振动烈度达到4.8mm/s（见图1）。
压水堆安全壳喷淋系统PSA敏感性初步分析
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压水堆核电厂水压试验泵的功能与某核电厂使用泵的类型
压水堆核电厂水压试验泵的功能与某核电厂使用泵的类型水压试验泵的功能主要有以下几个方面：1.压力测试：当核电站建设或设备维护完毕后，需要进行水压测试来确保系统可以在正常操作压力下正常工作。
水压试验泵可以提供高压水流，用于对核电站的管道、阀门、容器、管线等进行压力测试。
通过这个测试，可以排除系统中的任何密封问题，确保核电站在正常运行时没有泄漏或其他安全隐患。
2.空气抽真空测试：这是核电站建设中的一个重要测试步骤。
水压试验泵可以通过抽真空的方式将系统内的空气抽除，以确保系统中没有气泡和气密性。
3.清洗管道：核电站建设和设备维修过程中，管道和设备可能会受到污垢、沉积物等的影响。
水压试验泵可以通过高压水流清洗管道和设备，以确保核电站系统的畅通和运行效率。
4.润滑和冷却：在核电站的日常运行中，许多设备需要润滑和冷却，以确保它们的正常运行。
水压试验泵可以提供冷却水或润滑水，以满足这些设备的需求。
针对压水堆核电厂使用的泵类型，主要包括以下几个：1. 主循环泵（Main Coolant Pump，简称 MCP）：主循环泵是压水堆核电厂中最重要的一种泵，主要用于将冷却剂（通常是水）从反应堆中抽出，并通过主循环管道输送到蒸汽发生器，然后将冷却剂再次送回反应堆。
2. 辅助循环泵（Auxiliary Coolant Pump，简称 ACP）：辅助循环泵是对主循环泵的补充，用于辅助主循环泵将冷却剂送回反应堆。
辅助循环泵通常在核电站的运行过程中使用，用于维持合适的循环流量和压力。
3. 余热排出泵（Waste Heat Pump）：余热排出泵主要用于将余热从核电站中排出，以防止发生过热的现象。
这些泵将余热转移到冷却塔或其他设备中，以降低系统温度。
4. 储水池循环泵（Reservoir Circulator Pump）：储水池循环泵通常用于循环冷却水，以确保冷却水中的氧气和杂质被有效地去除。
这有助于防止储水池和管道中的腐蚀和堵塞。
某百万千瓦核电站汽动给水泵转速流量偏差的分析处理
某百万千瓦核电站汽动给水泵转速流量偏差的分析处理摘要：本文对某百万千瓦核电站两列汽动给水泵转速和流量不匹配问题，进行了深入分析，从转速流量控制系统入手，对设备进行校验、调整、试验，最终成功解决了该问题。
关键词：转速，流量，偏差，控制，调速器，阀门0前言某百万千瓦核电站1，2号汽轮机组各配置三台容量为50 % 的离心式给水泵，其中两台为汽动给水泵，分为A/B两列，一台为电动给水泵。
汽动给水泵为工作泵1，在满功率状态下，两台汽动泵运行，泵的额定转速为5230r/min，额定负载3420m3/h。
多年来两台汽动给水泵在多个工作平台，转速和流量匹配性差，流量偏差多达1000t/h。
启动阶段可能导致一台给水泵无法带载，调节控制程序不能自动跟随控制，导致泵组启动失败；泵组负荷升降的过程中，可能导致两台泵的再循环流量阀同时频繁启停，易引起设备的损坏及主给水调节的紊乱；泵组在变工况运行下过大的偏差可能导致蒸汽发生器水位波动，引起机组的瞬态。
1转速流量控制系统简介给水汽轮机接收上游核岛蒸汽发生器反馈的给水需求信号，通过电气板件后，转换为4-20ma的电信号，通过转换器（EP）转化为3-15psi的气压信号，送入由汽轮机主轴驱动的两列机械式调速器，控制汽轮机进气调节阀的开度，进一步控制汽轮机转速，从而调节泵组流量的输出，机组停运大修期间对调速系统进行静态调试，保证调节汽门和调速器的开度与信号油压一一对应且趋势一致，以保证运行期间的稳定。
2原因分析从泵组的流量控制系统可以明显的看出，A/B列转速流量的偏差主要由控制系统及涉及到的各个设备的特性引起的，本文从系统控制方面分析了产生偏差的原因，并给出了相应的处理措施。
2.1上游控制信号输出偏差控制系统涉及到的模块板件很多，只要其中的一个产生偏差，将会引起两台泵输送到EP的信号有偏差，从而导致EP输出偏差，影响下游调速器的工作区间，进而导致蒸汽汽门开度的偏差。
根据这一分析，在机组大修期间针对上游的板件、通道、信号等做了一系列的校验修正工作，最后发现A/B两列EP的输出信号有微量的偏差，对汽轮机转速及泵组流量的偏差存在贡献。
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２）膜片联 轴器不存在 径 向间隙问题 ，因而避 免 了 潜在的失衡。
３）膜 片式 联 轴 器的 变形 பைடு நூலகம் 属于 弹 力 ，与扭 矩 无 关 ，对设备的冲击力极小 。齿式联轴器所产生的滑动力 是扭矩 的一个因素 ，当安全壳喷淋泵突然起动或停止 ， 很容易对设备的泵轴或联接螺栓造成损伤。
电力通用机械 伽
ＧＭ ｉｎ Ｅｋｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ
（２）流量 的指标 国内安全壳喷淋 泵的最大流量为 １ ２５０ｍ ／ｈ，比国外安全壳喷淋泵最大流量 为１ １５０ｍ ／ｈ， 流量范 围超 出１００ｍ ／ｈ。
（３）扬程 的指标 国内安全壳 喷淋泵扬 程指标 更 接近于技 术规格书 的要求（工况 １扬 程 ≥１３１ｍ；工况２扬 程 ≥１１５ｍ）。
（４）汽蚀 余量指标 国内安全 壳喷淋 泵比 国外 安 全壳喷淋 泵低０．２４ｍ左右 ，试验证 明 国内安 全壳喷淋 泵 的抗汽蚀能 力更强。
性能 曲线 对比说 明 ：泵在最小流量 （１００ｍ ／ｈ）到 最大流量（１ １５０ｍ ／ｈ）范 围内 ，其扬程一流量 曲线 国内的 安全壳喷淋泵 的陡降的特性更为 明显 ，高效率 区比国外 安全壳喷淋泵 更宽广 ，两者的相互作用 降低 了核 电站 用 泵的 电动机功率过 载的风险。
射性 水 ，带有辐射 ，所以对材料遵 照Ｒｃｃ—Ｍ 标准 中２
级泵规定 ，国内与国外的安 全壳喷淋 泵均采用Ｒｃｃ—Ｍ
材料 ，对 照见表４。
从表４中可 以看出安全 壳喷淋泵在水 导轴承及 密封
环等 处的堆焊 材料 不同 ，国外安全壳喷淋泵采用的堆焊
材料 司太 立合金 （Ｓｔｅｌｌｉｔｅｌ２）属于一种钻基硬质合金材
三 承受荷载能力
入 口及出 口法兰接管载荷 见表２、表３。 表２ 入 口法兰接 管载荷
四 安 全壳喷 淋泵 结构对 比
国内安 全泵喷淋 泵采用 的是 膜片式联轴 器 （如 图２ 所示） ，膜片式联轴器属于变形类型 ，国外安全泵喷淋 泵采用的是齿式联轴器 ，齿式联轴器属于滑动类型。膜 片式 联轴器与齿式联轴器相比 ，它具 有下列优点 ：
一 定 的作用 。
５．弹簧减压阀失灵时的应对措施 由于 办公 区域 的用 水 由中 区系统 供水 减压 供给 ， 当发 生弹 簧膜 片 老化破 裂时 ，会 产生 超压 导致 系统 破 坏 。为此 可在每个办公分 区设置两组弹 簧减压阀 ，互为 备用 。 另外在阀 门前后要 设置 电接点压 力表 ， 将 压力 值传输至控制 中心 ， 遇超压时迅速报警 。
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１１、： ｊ ： 茜
许 用 载荷
运行 Ｐ
Ｍ
工况 （轴向力） （剪切力） （弯矩 ）
／Ｎ
／Ｎ
／（Ｎ‘ｍ）
国 Ａ ｌ７ ２００
Ｉ１ １９５
２０ ７４６
外 Ｂ ３４４００
２２ ３８９
４１ ４９２
表３ 出口法兰接 管载荷
运 行
Ｐ
工况 （轴向力）
许 用载 荷 （剪切 力） （弯矩）
／Ｎ
／Ｎ
／Ｎ ·ｍ
Ａ
国外 Ｂ
泵 Ｄ
５ ４００
１Ｏ ８ｏｏ
１３ ５００
９ ５ｏｏ
１９０００
２３ ７５０
１３ ０６０
２６ １２０
３２ ６５０
Ａ
国内 Ｂ
泵
Ｄ
１２ ５００
６．热水闭式系统 变频 多压供 水 系统 属于 闭式 系统 ，由变频 泵供 水 的热水 系统也 相应 采用 了闭式 。为此在高 、中、低三个 区中需要 各设置一 套 闭式 加热 系统 。系统 设计 中 ， 供 热设 备要 采 用半 即热 式水加 热 器 ，热 水 出水管 上要 附 设热水储水罐 ，在这两台设备之 间要 串接一次 循环泵。 为吸收热水膨胀 量 ，要在二次循环泵 出水管上 旁接 闭式 膨胀水箱 。同时要 在热媒入 口管上装设调节控 制阀 ，在 储水罐 出管上 设置恒压阀 ，自动调整 因变频调速 泵进出 水压 力变化 和热水循环泵工作 引起 的压 力波动。为保证 用水点的压 力平衡 ，热水系统的分 区同冷水 系统保持一 致 。当管 网中热水 用水量低于设计小时热水量 时 ，冷水 通过半即热式水加 热器直接供给使用 。当管 网中热 水用 量 出现瞬 间高 峰流 量 （设计 秒流 量 ）时 ，储水罐 中的 热水就被动用 。热水 系统的温控器要设在加热 器出水 管 上 ， 自动控制 热媒调节阀的开启度 。由热水储 水罐 上的 温度控制 器控 制一次循环泵的启 闭。当罐 内水温 度低于 设定温度 ， 循环泵开始工作 ， 达到设定温 度 ， 循 环泵
１８ ７５０
２５ ０００
１７ ６７５
２６ ５１３
３５ ３５０
１７ ６５０
２６４７５
３５ ３００
（扭矩 ）
／Ｎ·ｍ ２ ６００
５ ２００
６ ５００ ｌＯＯｏｏ
１５ ０００
２００００
图２ 膜片式联轴器
五 ．材料对比
由于 安全 壳喷淋 泵再 循环 工况 的介 质为含 硼 的放
司太 立合 金 （Ｓｔｅｌｌｉｔｅ１２）
铁 基合 金
六 叶 轮
表 ５为叶轮主要尺寸 比较 。
（下转第８３页 ）
钏 西 用棚 ■ ２０１２年 第２期 ｗｍｖ．ｔｙｊｘ．ｎｅｔ
城 建／水Ｉ业通用机械 Ｇ
ＧＭ ｉｎ ＣｉｔｙＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＆ Ｗａｔｅｒｌｎｄｕｓｔｏ，
泵 Ｄ ４３ ０００
２７ ９８７
５１ ８６５
国 Ａ
内 Ｂ 泵 Ｄ
２５ ００ｏ
３７ ５０ｏ ５００００
３５ ２５０
５２ ８７５ ７０ ５００
２６ ５００
３９ ７５０ ５３ ０ｏ０
Ｍ （扭矩 ） ／ｆＮ·ｍ） ８ ２００ １６４００ ２０ ５００
ｌ８ ７５０ ２８１２５ ３７ ５００
料 ，在核电站中含钴材料是禁止使用的材料 ；国内安全 壳喷淋泵采用的是无钴铁基合金材料。两者的价格相比
司太立合金比铁基合金要昂贵得多。
表４ 主要部件材料对 比
零 件 名称
国外 泵
国 内泵
水 导轴 承 堆焊 材 料
司太 立合 金 （Ｓｔｅｌｌｉｔｅ１２）
铁 基合 金
密 封 环堆 焊材 料