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        淺析某百萬千瓦三軸承主泵組裝階段的質(zhì)量控制

        2015-12-22 14:55:49中核華電河北核電有限公司河北滄州061000
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2015年12期
        關(guān)鍵詞:主泵冷卻劑結(jié)構(gòu)件

        周 杰(中核華電河北核電有限公司,河北 滄州 061000)

        淺析某百萬千瓦三軸承主泵組裝階段的質(zhì)量控制

        周 杰
        (中核華電河北核電有限公司,河北 滄州 061000)

        核安全是核電的生命線,可靠的設(shè)備質(zhì)量是保證核安全的重要基礎(chǔ)。對于核電廠唯一的核一級泵設(shè)備的反應(yīng)堆冷卻劑泵(簡稱主泵),尤其要進(jìn)行全方位、全過程的質(zhì)量控制。本文對我國引進(jìn)的某型1000MW核主泵中幾類關(guān)鍵部件在裝配試驗階段容易忽略的一些問題,結(jié)合工作經(jīng)驗進(jìn)行原因分析,提出預(yù)防和治理措施,最終保證主泵在組裝階段的質(zhì)量要求。

        質(zhì)量控制;焊接結(jié)構(gòu)件;組合體部件;靜壓密封部件

        1 前言

        主泵位于核島一回路系統(tǒng)蒸汽發(fā)生器和反應(yīng)堆容器之間的冷管段上,用于驅(qū)動冷卻劑在反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動,連續(xù)不斷地把堆芯中產(chǎn)生的熱量傳遞給蒸汽發(fā)生器二次側(cè)給水。該型主泵用于我國M310改進(jìn)型百萬千瓦壓水堆上,三條環(huán)路各設(shè)置一臺主泵。主泵為立式、單級離心泵。反應(yīng)堆冷卻劑從泵殼底部的管嘴吸入,經(jīng)泵軸下端的葉輪加壓后,由泵殼出口管嘴徑向排出。

        2 主泵結(jié)構(gòu)

        主泵采用三段軸的連接結(jié)構(gòu),電機(jī)軸和泵軸通過中間可拆軸直接進(jìn)行剛性連接。主泵主要由泵部分、電機(jī)部分和輔助系統(tǒng)組成。電機(jī)部分由上/下電機(jī)機(jī)架、定子、轉(zhuǎn)子、空冷器、止逆機(jī)構(gòu)等主要部件組成,部件組裝完成后將整體參與電機(jī)總裝及出廠檢查驗收;泵部分由上下電機(jī)支座、泵殼、密封室、密封組件、過流部件等部件組成,泵部件以3700多個單件的形式參與主泵總裝和出廠檢查驗收;輔助系統(tǒng)由密封注入水系統(tǒng)、頂泄油系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)等組成。在主泵裝配拆卸過程中,泵部件由于種類多、數(shù)量多、作業(yè)時間長等特點(diǎn),經(jīng)常會因為防護(hù)不當(dāng)、操作不當(dāng)、意外磕碰等,產(chǎn)生主泵部件質(zhì)量缺陷。尤其是對包含隱蔽工程的焊接結(jié)構(gòu)件、組合體部件、靜壓密封部件等泵部件更容易在裝配試驗過程產(chǎn)生質(zhì)量問題,有必要給予高度關(guān)注,做好質(zhì)量見證、巡視檢查等質(zhì)量監(jiān)督工作,把好設(shè)備出廠前的質(zhì)量關(guān)。

        2.1 焊接結(jié)構(gòu)件。主泵上下電機(jī)支座是該型主泵中為數(shù)不多的幾個大型焊接結(jié)構(gòu)件,是水泵和電機(jī)之間的連接部件,其主要由5大類11種不同規(guī)格的碳鋼、不銹鋼板/管材焊接而成。主泵上電機(jī)支座位于主泵電機(jī)下部,起到支撐和連接電機(jī)的作用,同時兼做雙向推力軸承、油葉輪、油冷卻器、頂泄油泵、軸承室油箱、接油盤、油箱管道等部件的載體。主泵下電機(jī)支座位于上電機(jī)支座與泵蓋之間,起到電機(jī)與主泵泵體之間定位作用。利用電機(jī)支座筒壁焊接有兩個下油箱,底部通過管道相連,兩個油箱通過檢修人孔隔開。

        2.2 組合體部件。主泵部件中有很多不銹鋼部件往往需要使用連接螺栓進(jìn)行緊固形成組合體來實(shí)現(xiàn)各組件的功能。如,軸承導(dǎo)環(huán)與導(dǎo)葉、檢修密封體與導(dǎo)葉、密封室與導(dǎo)葉等部件均通過螺栓連接。

        2.3 靜壓密封部件。該型主泵有兩處靜壓密封,即位于導(dǎo)葉體下部的檢修密封和位于密封室蓋內(nèi)部的停機(jī)密封。它們由一個靜止部件與一個移動部件組成,依靠兩個部件配合面之間的緊密貼合來建立密封屏障,實(shí)現(xiàn)對流體介質(zhì)的密封。檢修密封由檢修密封體與泵軸軸肩之間的雙錐度端面實(shí)現(xiàn)對冷卻劑的密封。其的靜止部件為檢修密封環(huán),移動部件為泵軸,過流介質(zhì)為軸封冷卻水。正常運(yùn)行狀態(tài),軸封冷卻水可以順利通過檢修密封環(huán)與泵軸密封面之間的間隙;當(dāng)機(jī)組需要檢修且不需要將泵軸移出時,泵軸下降到檢修密封法蘭面上以密封一回路介質(zhì)。停機(jī)密封僅用于主泵停機(jī)時的壓緊密封,采用氣動關(guān)閉。停機(jī)密封置于軸密封的第三級密封之上。如果發(fā)生軸密封損害或者嚴(yán)重的注入水故障,停機(jī)密封作為最后的屏障,將起到防止核反應(yīng)堆主冷卻劑泄漏的作用。它的靜止部件為停機(jī)密封環(huán),移動部件為移動環(huán),過流介質(zhì)為軸封冷卻水。主泵運(yùn)行期間,依靠壓緊彈簧的預(yù)緊力將移動環(huán)推開,軸封冷卻水可以自由通過停機(jī)密封。在核主泵的轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)后,移動環(huán)在氮?dú)獾耐苿酉孪蛏弦苿樱敝烈苿迎h(huán)上的O型圈與停機(jī)密封環(huán)壓緊,實(shí)現(xiàn)密封主冷卻劑的作用。

        3 主泵部件質(zhì)量缺陷原因分析

        3.1焊接結(jié)構(gòu)件。為了在有限的空間內(nèi)實(shí)行盡可能多的功能,上下電機(jī)支座內(nèi)部隔離出多個功能區(qū)域,這些區(qū)域中存在大量封閉、半封閉區(qū)域。給生產(chǎn)、檢查、清潔都工作造成了較大困難,處理不當(dāng)很容易導(dǎo)致潤滑油箱泄漏、油管路堵塞、法蘭管嘴錯位等嚴(yán)重的質(zhì)量問題。分析原因是:(1)對電機(jī)支座后續(xù)作業(yè)的影響程度認(rèn)識不足。電機(jī)支座大量采用焊接,會產(chǎn)生一定的焊接變形、焊縫過高等現(xiàn)象。給油冷卻器、頂泄油泵等部件的裝配位置干涉、尺寸不匹配、法蘭對中錯位等困難。局部、反復(fù)多次、嘗試性的漸進(jìn)式返修處理往往會對總的返修量產(chǎn)生誤判,進(jìn)而忽視或降低檢查標(biāo)準(zhǔn)。(2)裝配過程中的清潔、防護(hù)不到位,造成返修殘余物、外界異物進(jìn)入電機(jī)支座內(nèi)部,導(dǎo)致管道堵塞或影響油品質(zhì)。

        3.2 組合體部件。部分主泵組合部件均需要經(jīng)過螺栓緊固來發(fā)揮作用,但一些潛在的因素會導(dǎo)致部件表面的緊固位置留下劃痕、起毛、缺肉等擠壓缺陷,對承壓部件的表面質(zhì)量、拆裝可重復(fù)性、甚至是部件質(zhì)量造成影響。分析原因是:(1)承壓表面加工質(zhì)量不高,存在刀痕粗糙、鱗刺現(xiàn)象、劃傷、拉毛等情況。(2)配合表面未清理干凈,存在高硬度異物顆粒。(3)緊固力矩設(shè)定或緊固過程操作不符合操作手冊要求。(4)裝配計劃不合理,出現(xiàn)反復(fù)拆裝情況。

        4 焊接結(jié)構(gòu)件

        (1)做好焊接結(jié)構(gòu)件階段性產(chǎn)品交驗工作。對電機(jī)支座生產(chǎn)階段的質(zhì)量文件檢查和驗收檢查,確認(rèn)質(zhì)量計劃、NCR、遺留項等都已經(jīng)關(guān)閉,杜絕將缺陷帶入后續(xù)生產(chǎn)工序。

        (2)做好裝配階段的質(zhì)量跟蹤和監(jiān)督工作。油冷卻器就位時,底部易與電機(jī)支座基座發(fā)生干涉,管嘴易與軸承室油箱管嘴出現(xiàn)錯位現(xiàn)象。返修前必須要有相應(yīng)預(yù)案,處理后實(shí)施全面檢查,防止撕裂、穿孔等隱患,保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不受影響。

        (3)裝配完畢后,對電機(jī)支座內(nèi)腔室、油管路等部位進(jìn)行全面的清潔和檢查,防止異物進(jìn)入。

        結(jié)語

        主泵組裝過程是一個工序集中、工作量大、參與人員多、容易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷的作業(yè)過程,只要樹立牢固的質(zhì)量意識,始終將質(zhì)量控制工作理念貫穿整個組裝過程,保證組裝過程中的產(chǎn)品質(zhì)量。

        [1]舒梅,等.核電站主泵質(zhì)量保證及核安全文化[J].東方電機(jī),2006(02).

        [2]江惠,等.核主泵采購過程中極易出現(xiàn)的問題以及應(yīng)對措施[J].中國電力教育,2011(15).

        [3]胡曉峰.立式大型水泵推力軸承磨損的分析與解決方法[J].中國電力,2004(11).

        F407

        A

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