海水循环泵调试经验汇总

温青云　孙超

【摘 要】海水循环泵（以下简称“循泵”）调试期间，出现若干缺陷，主要表现为电机振动超标、电机下轴承箱漏油严重、停机密封气囊破损以及油泵出力不足等。通过分析和处理，缺陷已经全部得到解决。本文主要结合缺陷处理的经验反馈，对循泵结构设计进行全面研究与探讨，为循泵今后的运行与维护提供技术支持。

【关键词】循泵；振动超标；漏油；气囊破损；出力不足；结构设计

0 概述

循泵是循环水系统的主要能动设备，其功能是将冷却介质海水增压后输送到凝汽器中及海水升压系统热交换器中。循环水系统是核电站的最终冷源。

循泵的型号为CVP20-20.8，由混凝土蜗壳泵、6千伏大型三相鼠笼式异步电机、行星式减速齿轮箱、润滑系统、辅助设备管道及阀门仪表组成。泵组的叶轮、主轴、导向滑动轴承、泵盖、齿轮箱等部件设计为可以直接从泵组上方移出的结构[1]。

电机包括定子、转子、上轴承、下轴承、空-水冷却器（左右各一）、总进水管路和出水管路、接线盒（主接线盒、中性点CT接线盒）等主要部件[2]。

齿轮箱采用NGW 结构，功率三分流人字齿行星一级传动，主要由输入花键套、行星包、组合轴承、底座、输出法兰、电动辅助油泵、机带油泵等零部件组成。动力由立式电机通过输入花键套，经过行星级减速后将动力传到输出法兰上，驱动循环冷却水泵工作，实现其抽水功能。该齿轮箱传动系统总体结构紧凑、简单，是满足核电高可靠性要求理想的传动结构形式[3]。

1 调试期间若干缺陷及处理方案

1.1 电机振动超标

电机首次空载试车，驱动端轴承出线盒方向振动值达0.055mm，超出设计要求值0.045mm。对电机轴瓦气隙和油隙进行检查，均在合格范围内，同时轴瓦温度符合设计要求，排除轴瓦间隙不合格导致电机振动超标因素。

通过频谱分析仪的固有频率检测，电机出线盒方向固有频率为20Hz，电机冷却器方向固有频率为24Hz。相较电机转子的1倍频旋转频率16.7Hz，电机出线盒方向固有频率没有超过电机转子的1倍频旋转频率25%，完全可以依据国标GB/T6075.3-2001判断电机出线盒方向为柔性支撑，电机冷却器方向为刚性支撑，所以表现出在相同的激振力的作用下电机出线盒方向、冷却器方向的振动数据有较大的差别（出线盒方向/冷却器方向：0.055mm/0.028mm）。通过频谱分析仪显示电机转子的残余不平衡力较小，不能排除现场支撑系统等外部因素对电机的影响。由于电机水泥基础强度和固有频率测量较困难，无法得到精准的数据。因此，可以通过在线动平衡调整，进一步减少电机转子残余不平衡力，从而降低激振力。

在线动平衡调整，需要吊开电机一侧的水冷却器，对冷却水管的进、出口用盲板进行封堵，保证电机的上机架和另一侧的水冷却器可以正常工作。在电机停止状态，在电机转子部分粘贴反光贴片。启动电机后对电机在空载状态进行频谱参数采集，并记录所测振动数据。运行30min后，让电机停止运行，根据振动数据在电机转子预加300～500g平衡块。重新启动电机，对预加上平衡块的电机进行频谱参数采集。通过原始的频谱参数与预加过平衡块的参数进行计算，算出待加平衡块的重量和角度。根据算出平衡块的重量和角度，重新调整电机转子所加平衡块。重新启动电机，对在电机转子增加经计算后添加的平衡块机组进行频谱参数采集和振动检测，振动数据合格，即完成动平衡调整。若振动数据不合格，再次对比两者参数，调整平衡块重量和角度，直到振动数据合格为止。

通过3次在线动平衡调整，电机出线盒方向振动值降至0.041mm，在合格范围内。

1.2 电机下轴承箱漏油

海水循环泵电机1CRF002MO自首次带载运行以来，一直存在下轴承箱漏油的缺陷，平均一周漏油量约10L，轴承室共含油量约140L。对漏油点进行检查，发现油沿着电机输出轴渗出。通过内窥镜检查下轴承箱挡油筒密封环，发现其存在较大缝隙。循泵电机下轴承箱内部为正压，挡油筒密封环损坏的情况下，内部的油汽会从滑转子与挡油筒间隙溢出，并沿着挡油筒和泵轴的间隙流出。

将电机整体吊出解体，发现挡油筒密封环确实已经损坏，更换新密封环后，将电机回装，重新试车，未再发现漏油情况。

1.3 停机密封气囊破损

停机密封气囊是停泵时，在维护工作期间，用于密封循环水泵。它由三个密封环和两个气囊密封（橡胶材料）组成。在调试期间，经常发生气囊破损，导致停机密封不可用。由于循泵是盘根密封，在停机密封不可用的情况下，海水会一直外溢，严重威胁设备和机组的安全。

经过分析研究，气囊承压试验最大压力为7公斤，但是现场的供气系统压力达到10公斤，解体时，气囊表面存在多处破口。同时，该气囊通过胶水对粘成环抱住泵轴，压力过大时，粘接处容易脱落。

针对以上情况，现场实施技改，在供气系统上游增加减压阀，同时更换气囊型号，采用承插形式，无需胶水，气囊供气后，承插部分由于膨胀自动抱死。现场改进后，气囊再无发生破损，使用情况良好。

1.4 油泵出力不足

当循泵齿轮箱机械供油泵出力不足，供油压力低于0.13MPa，会触发保护信号，当压力继续下降，会引起循泵跳机。循泵调试期间就发生过，油泵出力不足，导致循泵跳机的情况。

通过调查分析，当时启动条件均正常，唯独油水冷却器缺少冷源，导致油温较高，已达到60℃，平时正常运行的油温不超过45℃。油泵为齿轮泵，它的压力最终是要用扬程来体现，理论上只要齿轮油泵的零件强度和驱动设备能量足够，输液就可达到任意高度。但是，由于齿轮和泵体之间具有一定的间隙（泵体内侧面间隙为0.04-0.1mm，径向间隙为0.1-0.15mm）所以扬程提高到一定程度时，就会产生液体倒流现场，扬程就降低了，也就是压力降了。同样，当油温升高，运行粘度降低，流动性增大，液体倒流量增大，压力无法建立。

基于齿轮油泵的特点，现场通过恢复冷源，将油温降至室温34℃后，从新启动，油泵压力正常建立。

2 总结

循泵作为核电厂的最终冷源的能动设备，且没有备用泵，因此它对核电站的安全稳定运行起到至关重要的作用。目前国内大多数核电站的循泵均是采用这种混凝土蜗壳混流泵，因此调试期间暴露出的缺陷，存在一定的共性。

本主就是要结合调试期间的这些缺陷处理情况，为同类型循泵缺陷处理提供相关经验反馈，同时也为设备日后安全可靠运行提供技术保障。

【参考文献】

[1]上海阿波罗机械股份有限公司.海水循环泵水泵主要部件安装手册[S].2012-10-08，A版.

[2]上海阿波罗机械股份有限公司.配套电机安装运行维护手册[S].2012-01-05，A版.

[3]上海阿波罗机械股份有限公司.配套齿轮箱运行维护手册[S].2013-02-28，A版.

[4]陈宇东.结构振动分析[M].吉林大学出版社，2008.

[责任编辑：田吉捷]