核电站用凝结水泵的设计验证与国产化.pdf

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1、lG计Ⅵ电力适用扰御I删inElectricPowr娩篇鬈慧。+。【摘要】H核电站甩关键设备凝结水泵为研究对象，自主设计研发T立式、长轴、首衄双吸厦导流壳式；衄茼袋泵，并进行T首衄下沉结构的创新改进，该泵具有运行稳定，效率高厦抗汽性能力强午特点。经试验验证，结果表明访泵国产化成功，可完奎替代进口产品。【关键两l棱电站凝结水泵多组目袋泵首衄双吸导流壳试验验证国产化一．前言凝结水泵是棱电站的关键设备，其效率、汽蚀厦振动均有严格的要求．泵的设计及制造水平要求高。目前．国内但有少数几家泵厂能够设计生产，绝大部分依赖进口。针对该泵的市场使用情况，大

2、连深蓝泵业有限公司咀某核电站3、4号机组的关键设备凝结水泵为研究对象，进行丁该泵的国产化，从设计研发到样机试制，试验验证，结果表明该泵的国产化取得成功。二，凝结水泵常见结构及参数指标(”凝结水泵参数其参数指标见表1。表1参数指标(2)常见结构及特点目前市场上的凝结水泵通常采用所有叶轮布置在泵轴底部的结构形式(见图I)。在立式泵的运转中，泵的叶轮距驱动端越远、叶轮的外径越大，产生的挠度就越大，而此类棱电站用凝结水泵的插八深度通常在8～lOre，由于泵轴较长，叶轮距驱动端距离较远．产生的挠度较大，极易造成运转中导流壳滑动轴套处及叶轮口环处发生

3、磨损，产生较大的振动和噪声，这将严重影响泵的使用寿命。豸茹车—1k———————’k一图1常见凝结水泵结构蜜大连深蓝泵业有限公司一辽宁11∞03l一许文超王强=i葺蒜郑全年稚三、结构创新设计针对现有结构中存在的不足，大连瀑蓝泵业有限公司在进行国产化趼发中，确定该泵新结构如下：泵的首缎叶轮采用双吸叶轮．布置在轴的蛀底端。次级叶轮靠近底板布置(见图2)。次级叶轮与首缎叶轮之间用支撑管连接，每隔lm有一个轴村支撑。该新结构有如下优点；1)双吸叶轮可提高泵的抗汽蚀性能。2)可缩短泵的插人深度．减少泵的成本．方便现场基础的施工。3)次级叶轮靠近底板

4、布置，缩短其与驱动端轴承问的距离，减小转子在运转中产生的挠度，降低磨损，提高泵的运行稳定性。4)首级叶轮扬程低，产生的扭矩小，因此中轴．下轴的轴径减小．降低了轴衬的直径．有效降低泵的机械损失及容积损失，提高了泵的效率。田2创新设计的泵结构i自自n*2#t∞#3#t*4女*音B*5}帆*E#7m口&8{目#*i9女&**￡lo女＆”#iI###*12女镕f13十目女#*14*#Ij‘《}＆ilE*《"#17％^＆四，利用有限元分析计算进行临界转速验证为验证上述新结构的可靠性，保证泵达到使用要求．对该泵的转子横向弯曲临界转速采用丁有限元分析计

5、算(见图3)。整个转子有9个支撑约束，采用10节点四面体单元将结构离散，单元数：152797，节点数：26483I．角接触球轴承采用垒位置约束，其他中间支撑采用横向位置约束(见图4)。圉3模奋振型图直力适席祝辨GMl6MmElectricPo眦rI‘＼．圈4转子有限元模型由模志振型图可以看出，转子的第一阶固有频率f,=78375Hz．对应的第一阶临界转速n。．--4703r／min．满足《凝结水泵技术规范书》规定凝结水泵转子第一临界转速计算值不低于125％额定转速的要求，说明转子为刚性的。五、试验验证(I)试验条件试验条件见表2。测试仪表

6、见表3。凝结水泵试验现场如图5所示衰2试验条件试验台进13出口管l试验介质电动机电压转速温度功串，《r／形式管径径介质，℃／kwmin)开式(见圈DN50训清水5)表3喇试仪表信息嗳^出口Ⅱ流量计Ⅲ女力计转速计1功串表振动仪声垭计计500vM(DN)63a0．5级05级04级o5缠jo5级胙2％l№2％围5凝结水泵试验(2)试验结果性能试验曲线如图6所示，性能试验数据见表4，机械运转试验数据见表5。2012+。黑景黑∞镕9№⋯mx∞mw、G,NI电力通甩机械图6性能试验曲线表4性能试验数据懒*『，淼J豁l面褂甾娄求指标l200162456

7、85试螗数据r2001624568l58s78表5机械运转试验数据六、结论根据试验结果，可“得出：1)泵在额定点教率为8578％，比要求指杯高o68％，达到GBITl3007I991《离心泵效率》A线水平；泵在额定点的汽蚀余量为5m．比要求指标低Im，满足使用要求，汽蚀比转速为1307，具有很强的抗汽蚀性能。泵的水力性能指标非常优秀。2)泵在设计点连续运转2h，轴承油地温度稳定在54"C．温升为27℃．满足API610标准油池温升低于39"C的要求-泵轴承箱最大振动数值为26mm／s．满足工况要求，同时满足API610标准对于立式泵振动数

8、值的要求。泵的首级叶轮下沉的结构创新设计使泵的运行更稳定。因此，对于该核电站用凝结水泵，大连深蓝泵业有限公司研制的这种首级双吸下沉的立式多级筒嶷泵，县有振动小、运行稳定、抗汽蚀能力强等特点，可