核三级重要厂用水泵的研制.pdf

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1、上海凯泉泵业(集团)有限公司(201804)张英李来富【摘要】以核三级重要厂用水泵为研究对象，自主设计了立式、单级、单吸离心泵，经试验验证，结果表明该泵具有效率高、抗汽蚀能力强及运行稳定等特点，提高了国家大型项目设备国产化水平。【关键词】核三级重要厂用水泵立式离心泵水力设计试验验证一、前言核电是电力工业的重要组成部分，积极推进核电建设，是我国中长期能源建设的一项重要政策，对于满足经济和社会发展不断增长的能源需求，保障能源供应与安全，保护环境，实现电力工业结构优化和可持续发展，提升我国综合经济实力、工业技术水平

2、和国际地位，都具有重要的意义。为了保障能源供应安全，优化电源结构的需要，国家发改委制定了《核电中长期发展规划(2005—2020)》，到2020年，我国核电在役运行装机容量争取达到7500万kw，核电年发电量达到2600亿～2800亿kw．h，每年新增4—5个1000Mw级核电机组。目前国内正在运行的1000Mw级核电机组中，重要厂用水泵均为进口。重要厂用水泵是核岛中的重要辅助泵之一，属于安全厂用水系统(也称应急生水系统ESW，SEC)，在反应堆正常运行或事故状态时，将反应堆的余热通过冷却水输送至最终热阱，以

3、确保反应堆的正常运行或安全停堆。上海凯泉泵业(集团)有限公司根据某核电站3+、4’机组所使用的重要厂用水系统(SEc)重要厂用水泵技术规格书进行样机产品的研制。此项目的开发成功，可为核电建设提供关键重要厂用水系统泵设雹力通用税糖GM备，可以提高国家大型项目设备国产化水平。GMiHEieclrIcP0wer=、技术要求核电厂重要厂用水泵输送介质为海水，冬季平均含沙量为O．071kg／m3，夏季平均含沙量为0．05lkg／m3。根据使用工况及要求的参数，设计、制造的过程中需要注意以下问题。1．水力性能该泵要求分别

4、满足单泵运行、双泵并联运行两种工况下的性能要求，这就要求泵在最小流量至最大流量，即在40％一120％额定流量，其Q一日曲线应具有特定的形状；在任何一种工况下不存在发生汽蚀的危险；且扬程仅允许出现正偏差。水泵设计流量3400m3／Il(单泵运行工况)，2250m3／h(双泵并联运行工况)，水泵设计扬程33m(单泵运行工况)，43m(双泵并联运行工况)，最大吸入压力18m，最小吸入压力3．5m，设计点汽蚀余量≤7．6m，振动<2．8删州s+10％，噪声≤93dB。2．使用可靠性泵的设计按核安全3级、规范3级要求，

5、承压边界零件满足RCC—_MD3400规定；制造、检验均按Q1要求；泵与电动机同层安装，电动机与泵整个重量均由泵体支撑板支撑；泵组通过抗震分析要能满足正常、应急、事故工况下承压边界的完整性和机组可运行性要求。3．材质选用因介质为有一定含沙量的海水，要求与输送介质接触的材料应具有抗冲刷和抗海水腐蚀的能力，：Ⅲ糊期黑熙{832叭4年第8期mvw．e蜘x．comVVGM酗Etectricpow盯所以过流部件材料选用奥氏体一铁素体双相不锈钢Z3CNDl9—10M，见表1。保证在设备运行中，具有优良的抗腐耐磨性能。该不

6、锈钢是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢，cr含量在18％一21％，Ni含量在9％一12％。该双相钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及热导率高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，具有强度高和优异的耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀的性能。表1材料选用■●■_■_¨·___一泵体Z3CNDl9一lOMRCC—M泵盖Z3CNDl9一lOMRCC—M叶轮Z3CNDl9一10MRCC—M4．水力设计采用相似换算方

7、法进行水力设计，为了达到泵的水力性能要求，以3400m3／h工况点为设计点，设计时考虑满足小流量点2250m3，h工况点，选择6极电动机，取额定转速万=980r／min，计算设计点比转速，选择比转速相近的泵为模型泵，并制造模型泵进一步对水力模型进行验证，模型泵测试数据见表2。表2模型泵测试数据根据模型泵的测试结果，验证了该水力模型高效区宽，曲线具有合适的下降特性，设计点效率高，汽蚀余量低和性能稳定等特点，能够满足重要厂用水泵的参数要求。G棚■用棚■uww．e蜘x．com2014年第8期三、结构设计1．易于维护

8、的结构布置重要厂用水泵设计为单级、单吸、立式离心泵结构，如下图所示。泵的进出水口均在泵体上，进口竖直向下，出口水平布置。泵自带轴承体部件，以平衡泵转子自身产生的轴向力及径向力。泵由交流感应式电动机驱动，通过膜片式联轴器与泵联接。泵体与进出口管路的相对位置固定，可在不拆除系统管路的情况下，取出除承压泵体以外的其余零部件进行检修。泵结构图1．泵体2．叶轮3．机械密封4．泵盖5轴6．轴承体7．电动机座8膜