AP 1000核电主泵失水试验分析.pdf

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1、2016年第1期小番柱采·33·AP1000核电主泵失水试验分析郭鹏项京锋·林彬z张建民s(1一三门核电有限公司，浙江三门，317112；2一沈阳鼓风机集团股份有限公司，沈阳，110869；3一北方重工集团有限公司，沈阳，110141)摘要：本文介绍AP1000主泵失水试验(即失去设备冷却水试验)各项要求的细节。通过对以往历次主泵失水试验情况的分析，得出前期试验失败的主要原因，提出了解决主泵失水试验中例如推力盘热裂纹问题的对策。关键词：核电站用泵主泵失水热变形热裂纹原因分析对策中图分类号：TH311文献标识码：AAP1000主泵失水试验是模拟主泵正常运行

2、情引言况下设备冷却水系统无法正常工作的工况，通过测反应堆冷却剂循环泵(通称主泵)是核电机组的量轴承水温度、上飞轮周围温度及绕组温度等电机核心设备，其运行安全性和可靠性是确保核电站安内部温度值，验证在热一流体瞬态下，部件的设计全、稳定、经济运行的关键。AP1000反应堆系统相对于其承受的热载荷是富有裕量的。该试验一方采用双回路设置，每一回路包含一台蒸汽发生器和面是为了验证主泵设计能够满足热一流体瞬态工2台主泵，2台主泵直接焊接在蒸汽发生器的水室况；另一方面也考察在失水工况下，对定子、转子封头上，取消了主管道的过渡段，减小了环路压屏蔽套尤其是转子屏蔽套的影响

3、。降，简化了蒸汽发生器、主泵和主管道的基座和支AP1000主泵原型试验中将进行2次失水试验承系统。(产品试验中不要求)，分别为3O分钟失水试验和AP1000主泵是单级、完全密封、高转动惯量、24小时失水试验。整个失水试验过程主要包括：屏蔽式电机驱动的离心泵。主泵的水力部件直接安1)保持主泵在正常速度、压力、温度工况下装在电机单元上部，中间没有联轴器。主泵的整个连续运行数小时，使主泵各参数达到稳定状态；转子组件(包括水力部件和电机转子)由位于电机两2)切断设备冷却水；端的径向轴承和下部的双向推力轴承支承，轴承由3)主泵继续运行直至轴承水温达到停泵值，一回路

4、水润滑和冷却。主泵在其承压壳体内包容了触发主泵自动停机，之后维持该工况达30分钟(或电机和所有转子组件。电机定子和转子的内部、外24小时)；部分别包覆着防腐的屏蔽套，用以避免定子绕组和4)恢复设备冷却水，在冷却系统稳定一段时转子与反应堆冷却剂接触。由于叶轮和转子轴被包间后起动泵，并逐步达到全速运转状态。容在压力边界内，因此不需要考虑常规岛轴封式主选取30分钟失去冷却水试验的目的：在失去泵中的轴密封泄漏问题。冷却水事件发生时，电厂操作员可在最短时间内采AP1000主泵的原型试验包括水力性能试验、取行动，而30分钟便是所选取的可采取动作的最电机性能试验和运行

5、瞬态试验，其中失去设备冷却短时间。同时为跳泵前轴承水温温升速率和主泵断水试验(以下简称失水试验)就是其中重要的瞬态试电后轴承水温变化提供关键数据。验之一。选取24小时失去冷却水试验的目的：为了获得试验数据以评估AP1000主泵热力学分析模型的1AP1000主泵失水试验概述准确性和验证主泵在整个失去冷却水期间主泵内部·34·小番柱采2016年第1期冷却回路自然循环的存在。24小时失去冷却水试冷却水流道。同时，推力轴承瓦托增加了隔热层验的前30分钟与30分钟失去冷却水试验的状态一后，显著地降低了推力轴承瓦托在失水瞬态下的温致，因此24小时失去冷却水试验将提供

6、额外数据度变化，减小了热变形，这是避免出现轴承磨损的用以验证30分钟失去冷却水试验的结果。关键。众所周知，轴承磨损是由于失去润滑水膜导致2失水试验问题分析推力轴承瓦块与推力盘干磨造成的，而保持充分的推力轴承水膜的关键取决于推力盘与推力轴承瓦块2．1失水试验情况统计之间的表面几何状况。不利于润滑水膜形成的表面截至目前，制造厂共进行了25次失水试验，几何状况可能表现为净凹度，会阻止流体动力膜水其中有6次试验过程中出现了异常。出现异常情况楔形成或导致局部水膜丧失的严重凸面的问题。而的失水试验总体表现为：停泵后惰转时间明显减轴承瓦块与推力盘的热变形是可能引发两种

7、不良表少、推力轴承瓦块出现磨损、推力盘出现热裂纹。面几何状况的机制。根据分析显示，推力轴承瓦托的卷曲程度在失2．2试验失败原因分析水工况下会随轴承水温度升高而加深，轴瓦也受之为了分析其中主泵失水试验失败的原因，从所影响而卷曲。而流体动力水膜压力不能完全抵消由有失水试验中选取几次典型的试验(包括试验异常试验后失水热分布引起的轴瓦卷曲。及试验结果合格的)，对其中可能会对试验结果有在失水试验开始时，主泵在正常压力和温度下较大影响的轴承水温进行对比，包括轴承水温跳泵全速运行，推力盘由于与下飞轮间隙的涡流压力而设定值、失水前轴承水温度、失水前设备冷却水温表现出凹度

8、。而在失水工况下，随着轴承水温度升度、试验前后轴承水温差以及主泵推力轴承与推力高