核主泵泵壳不符合项的简化分析与处理.pdf

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1、核主泵泵壳不符合项的简化分析与处理哈尔滨电气动力装备有限公司(黑龙江150060)宿德鹏张贵滨徐文吉【摘要】核主泵泵壳在加工过程中出现划伤缺陷，由于核主泵是核一级部件，工作条件恶劣，经现场检验后对其开启了不符合项报告，停工等待处理。通过简化分析得知，缺陷去除后的泵壳在设计工况、A&B级工况、C级工况、D级工况和水压试验工况下的应力强度能满足设备规范书要求。提出了对此不符合项做去除表面缺陷并打磨光滑的处理方案，方案通过了业主及评审方的审核，不符合项得以快速关闭。此方法大大缩短了处理周期，保证了项目的顺利进行。为相似不符合项处理提供了参考。【关键词】核主泵泵壳不符合项简化分析一、前言核电的基本特性

2、决定了它在改变能源结构上有以下重要作用：核电是不排放SO：和C0：等污染物的清洁能源；核电是高负荷因子大功率密集性的能源；核电的安全可靠性不断提高；核电对煤电具有较强经济竞争力和替代能力；核电燃料运输量小，发展核电是调整能源布局的有效途径。因此，发展清洁能源迫在眉睫，积极发展核电是我国能源发展的战略选择。核电设备研发难度大，制造周期长，质保要求严格。在设计和生产中将会面临多种难题，需要在发现问题和解决问题的过程中逐步积累经验。反应堆冷却剂泵(简称核主泵)作为核电厂一回路系统唯一大型转动设备，其主要功能是提供能够使冷却剂在一回路系统内强迫循环的压头，使堆芯产生的热60黑嬲‰。伸期量通过冷却剂传递

3、给蒸汽发生器，产生汽轮机用于发电的蒸汽。同时其泵壳等承压部件也承担着防止放射性物质泄漏至安全壳内的安全功能。泵壳的工作条件恶劣，直接接触高温高压(设计压力17．23MPa，设计温度343℃)、带有辐射性的冷却剂介质。采用ASME规范进行采购，作为核一级部件，不仅要求具有良好的综合力学性能，无损检测和水压试验要求也非常严格。在制造的过程中可能由于各种原因会发生不同程度的磕碰划伤，如何有效处理不符合项是质量管理的重要环节。《核电厂质量保证安全规范》HAF003对不符合项进行了定义：性能、文件或程序方面的缺陷，因而使某一物项的质量变得不可接受或不能确定。对不符合项流程(见图1)进行优化可以提高不符合

4、项流程实施的效率，科学合理的不符合项处理手段可以使质量问题对制造进度的影响减至最小，确保产品供货周期，平衡流程周期中涉及的各项资源，提高各方对不符合项处理的信任度。同时，契合了核电设备质量系统化管理、持续改进的管理原则。、!＼②不符合项评价／，③审核与批准图1不符合项处理流程旋祝用．懈道勘力菥也赢熙=、泵壳加工缺陷不符合项分析1．问题提出如图2所示，核主泵的泵壳在精加工过程中，用莎250mm刀盘加工1050*0'2mm尺寸平面时发生加工划伤缺陷，经现场检验后开启不符合项，停工等待处理。拟采用对缺陷位置进行去除并打磨光滑处理。为了保证缺陷处理后的泵壳仍能够满足设计规范书的强度要求，需要对缺陷位置

5、进行强度分析，对去除缺陷后的泵壳进行设计工况、A&B级工况、C级工况、D级工况和水压试验工况下的应力强度考核。表1给出了泵壳的材料成分及不同温度下材料属性。表1泵壳的材料属·陛图2泵壳缺陷位置及打磨处理草图2．有限元模型如图3N示，泵壳装配体模型由泵壳、进口安全端、出13安全端及支撑耳组成。模型整体坐标系的原点设为吸入管嘴和出1：3管嘴所在轴交点。几个对称面为x-y平面。y轴为纵轴，指向泵盖方向。工轴指向出1：3管嘴反方向，z轴垂直于r—y平面(右手定则)。有限元模型由1406421个四面体单元组成。缺陷附近位置A—A处的应力强度最大，可保守选取A—A作为缺陷位置分析路径。A图3泵壳有限元模型

6、及分析路径A—A位置泵壳缺陷位置正常厚度为h。=144mm，缺陷位置最深为t=2mm，且经过了圆滑打磨，消除了应力集中，泵壳厚度相对于壁厚较浅，因此可保守的假设泵壳缺陷位置处理后的实际壁厚都为h：=．Iz。一t=142mm，可按照反应堆压力容器及蒸汽发生器不符合项分析技术中壁厚减小对应力影响的方法进行计算。3．设计工况表2为设计工况下泵壳所受载荷及许用应力强度。图4为设计工况下路径A—A的线性化应力强度曲线。根据ASME锅炉及压力容器规范中表NB一3217一l，局部一次薄膜应力强度定义为p。，并且弯曲应力强度定义为风。绷熙用竺麓620t7年etyjxcomIl第9期、vww．．1M嘲G咖就一伽

7、祝反用；=兰透萌力宫0屿(续)保持蒸汽发生器水平面9反应堆冷却剂回路断电停止的回路再起动载荷增加反应堆功率的O％～15％i0载荷降低反应堆功率的0％一15％中等振幅瞬态ll大振幅瞬态12反应堆冷却剂循环泵加料后通风低温时一次回路系统的压力增加13汽轮机事故停机，开启部分汽轮机旁路系统14正常运行时热量移除导致的反应堆事故正常运行时过多的冷却水未安全注射导致的反15应堆事故汽轮机带有大部分汽流起动失