核电站循环水泵振动异常原因分析及对策

核电站循环水泵振动异常原因分析及对策

林嘉辉王鹏华

（宁德核电有限公司福建宁德355209）

摘要:这篇文章主要对核电站循环水泵振动异常的原因进行分析，在设备结构、振动频谱以及其他系统的基础上，对循环水泵振动出现异常的原因进行分析，在将原因分析出之后，针对不同类型的问题提出不同的解决对策。这篇文章主要从泵体自身的构造、泵体振动水平、管网布置等几方面对循环水泵振动异常的原因进行分析，找出其中的主要原因，并根据出现的问题分析适用的方法。

关键词:核电站;循环水泵;振动异常;原因

循环水泵在核电站中起着关键性的作用，它主要的作用是将海水进行冷却，而冷凝器和冷却水系统里面的冷却海水都需要通过单独的两条进水管提供，它是核电站能够安全稳定运行的重要保障。循环水泵能够产生振动，判断循环水泵是否安全稳定运行需要以它的振动水平为标准。如果循环水泵出现振动异常的情况，那么这类情况是很难解决的，它需要用大量的时间来做试验去排除各项能够产生振动的原因，而对于它的调试过程一般都是需要在现场完成的，这样一来，在一定程度上也会制约着调试过程的进展。因此，找到合适的方法进行分析至关重要，它在一定程度上能够减少使用的时间。

1.设备的主要情况

1.1循环水泵设计的主要情况

以立式混凝土蜗壳海水循环泵为例，这是一种具有轴向吸入口和混凝土蜗壳的循环水泵，它的驱动部位主要是电机经减速齿轮箱。将循环水泵放在联合泵房，泵入口前端是起着过滤作用的一些设备，如粗格栅、细格栅、鼓网等，它到达泵吸入口需要通过一个肘型进水流通的道路，在对系统供水时需要经过廊道，从而为凝汽器和辅助冷却水系统提供一定量的水，最后排向大海的时候需要经过排水方涵到达CC井才能完成。

2.循环水泵振动的具体分析

2.1初步分析

在对设备进行安装的过程中，工作人员要严格地按照安装说明书的要求进行安装，在质量方面严格把关，不能存在着侥幸的心理。循环水泵的外接管一般是由10㎜厚的钢板卷起来制成的，而对于法兰加强肋来说较薄，外接管没有足够的强度及刚性，因此在运行过程中容易发生简体摆动的情况。中上部出口三通管对外接管起着制约的作用，而简体大多是左右对称摆动或者是向出口的一侧摆动，这样一来会造成引水面螺栓的扩张拉伸量变大，再加上受交变应力的影响，导致外接管简体加强肋焊缝处出现裂损的现象，导致法兰联接螺栓出现断裂，从而导致循环水泵出现振动异常的情况。在检修的过程中，不仅要定期对循环水泵进行大修和对设备更新换代，还要对其设置一个稳固的支撑点，分别是中层和下层，这个支撑点对外接管的中部和下部分别通过自然挤压的方式对其起着加固支撑的作用，从而来防止外接管出现摆动的现象。对于其他的循环水泵也是采取设置支撑点的方式对其进行加固支撑。我国虽然加强了加固处理方面的措施，但是仍然存在着一些循环水泵由于振动异常而进入抢修状态。据不完全统计，国内某电站在2006年就有4台循环水泵由于振动异常而被抢修，全年累计一共达到9次之多，而对于每台泵平均的抢修次数是两次，平均40天就要对其抢修一次，由此可以看出，我国循环水泵能够安全稳定运行的周期大大减短，循环水泵的安全稳定性需要进一步的提高。

2.2工作原理及自身结构的具体分析

（1）以江水为例，江水被吸入循环水泵的喇叭口中，这时叶轮起着挤压和离心提升的作用，改变水流流动的状态需要通过导叶体才能实现，然后将导叶片部位进行提升从而改变水流流动的方向，经过变动方向之后，有一个出口，即出口三通管，以水平的方式流出泵体。

（2）在运行过程中，润滑水需要通过内接管，然后顺着泵轴的方向以自上而下的方式进行流动，而流向下一级时需要通过导轴承与轴套的间隙才能完成，同时也会在一定程度上起着节流的作用，在一定程度上对轴承和轴套也起着润滑的作用。

（3）导轴承需要安装在特定的部位，即泵盖、导轴承支架、导叶体的内部，这样一来能够对旋转的泵轴起到一定的制约疏导作用。

（4）将导轴承支架安装在外接管的内部，通过内接管与导叶体连成一体，导叶体与叶轮室连接在一起安装在吸入喇叭口的支撑面上，这时止动销起着定位的作用，从而防止循环水泵在工作时不会出现转动的情况。

3.振动的具体原因分析

3.1没有使用结构强度高的材料

循环水泵的外接管往往是由10㎜厚的钢板通过卷起来的方式制成的，而外接管的外壁与法兰间则是使用厚度为10㎜的三角板制成的，这个三角板作为加强肋对其起着加固的作用，但是大部分钢板不具有极强的刚性并且厚度上也达不到标准，所以在运行过程中稳定性极差，从而会出现简体摆动的现象。

3.2泵轴运行稳定性的设计不到位

通过统计与测量，循环水泵的泵轴是由三根较长的分轴串联在一起组成的，对轴承起着限位作用的是导轴承。在循环水泵正常的运行下，最容易出现情况的是泵轴叶轮部位，由于下轴具有两个间距最长的导轴承，因此它所承受的荷载与摩擦力都是极大的。然而随着磨损程度的加大，间隙也越来越大，随之增加的便是摆动的幅度，从而导致循环水泵出现异常振动的现象。

4.循环水泵异常振动的对策

由于外接管与出口三通管的距离比较近，所以它们具有一定的刚性强度，对于外接管以下的所有部位零件进行全部地更换，外接管的外壁较厚，在进行更换时要对其增厚进行重新核对计算，通过直通式加强肋对简体以外的部分进行加固支撑，这样一来，法兰和简体的刚性强度具有一定的保障;对下泵轴的长度重新调整，泵轴直径在一定程度上也会发生变化，所以对泵轴直径也要重新进行核对计算，将下调叶轮进行标高，叶轮与池底之间存在着一定的距离，将它们之间的距离进行缩短;对其导叶体的结构形式进行调整，如增加一个导轴承在导叶体的出口部位，从而在一定程度上将下泵轴的安全稳定运行的能力提高，将泵轴轴系导轴承的数量增多，一般为4个增加为5个;对导轴承的内衬材料进行更换，由于需要长期浸泡在水中，所用的材料要能耐潮湿，而橡胶材料具有极高的弹性、良好的减振性、极强的抗泥沙磨损性，因此将导叶体上的2个导轴承改为橡胶材料的内衬，其他3个导轴承的内衬材料不进行更换;循环水泵的轴颈不锈钢有一层钢层，这层钢层具有一定的样式，将样式进行调整，改为镶嵌式的不锈钢钢套，这样一来能够将轴颈的强度提高。

针对上述引起异常振动的原因提出的相应的解决对策，根据这些解决对策对循环水泵进行改造升级，将不够完善的结构及系统进行优化，在很大程度上能够减少循环水泵的异常振动，能够将循环水泵安全稳定运行的时间延长。

5.结束语

循环水泵是核电站能够安全运行的重要保障，我国对于循环水泵异常振动方面一直在不断地努力着，通过一些数据分析我们可以知道引起循环水泵异常振动的因素有很多，循环水泵设计不合理、制造方面没有严格把关是造成循环水泵异常振动的主要因素，我们要对导致异常振动的原因进行全面地、合理地分析与推断，通过不断地探索，要能够建立适用于核电站循环水泵异常振动问题的分析模型以及方法，从而让我国的循环水泵安全稳定运行的周期更长，进而保证在工程建设中调试工作能够正常、平稳地进行。

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