楊曉峰

摘 要：“華龍一號(hào)”反應(yīng)堆冷卻劑泵機(jī)組首臺(tái)需要進(jìn)行全流量試驗(yàn)，其余5臺(tái)進(jìn)行小流量試驗(yàn)，文章闡述了反應(yīng)堆冷卻劑泵全/小流量試驗(yàn)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：全流量試驗(yàn)技術(shù)；小流量試驗(yàn)技術(shù)；反應(yīng)堆冷卻劑泵

“華龍一號(hào)”反應(yīng)堆冷卻劑泵（以下稱“主泵”）機(jī)組設(shè)計(jì)規(guī)范要求首臺(tái)主泵進(jìn)行全流量試驗(yàn)，其余5臺(tái)進(jìn)行小流量試驗(yàn)。全流量試驗(yàn)要求連續(xù)運(yùn)行200小時(shí)，小流量試驗(yàn)要求連續(xù)運(yùn)行50小時(shí)。全/小流量試驗(yàn)期間需要完成若干單項(xiàng)試驗(yàn)，根據(jù)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)估，重復(fù)單項(xiàng)試驗(yàn)直到滿足規(guī)范書要求。

1 水壓試驗(yàn)

試驗(yàn)臺(tái)、試驗(yàn)回路、主泵及其輔助系統(tǒng)的承壓部件的強(qiáng)度試驗(yàn)，本試驗(yàn)預(yù)期分為2個(gè)獨(dú)立的試驗(yàn)：（1）試驗(yàn)1a 壓力25.8MPa；（2）試驗(yàn)1b 壓力17.2MPa。

試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行首次主泵試驗(yàn)（主泵首次全流量試驗(yàn)和首次小流量試驗(yàn)）前必須進(jìn)行試驗(yàn)1a。每臺(tái)主泵試驗(yàn)開(kāi)始前，必須進(jìn)行試驗(yàn)1b。

2 三級(jí)流體動(dòng)壓機(jī)械密封試驗(yàn)

三級(jí)動(dòng)壓密封系統(tǒng)有特定的特性曲線。在主泵試驗(yàn)過(guò)程中，測(cè)量和保存這些特性值。在調(diào)試和正常運(yùn)行期間，對(duì)三級(jí)動(dòng)壓密封系統(tǒng)主要參數(shù)進(jìn)行控制和檢查，并形成“試驗(yàn)記錄”。密封系統(tǒng)修正函數(shù)的顯示值是高壓節(jié)流泄漏流量、低壓密封泄漏流量和每級(jí)密封的壓力。通過(guò)與高壓節(jié)流泄漏圖表比較，驗(yàn)證密封系統(tǒng)的修正函數(shù)是否滿足要求。

3 推力軸承試驗(yàn)

雙向推力軸承是主泵的重要部件。這項(xiàng)試驗(yàn)的目的是測(cè)試滑油供應(yīng)系統(tǒng)和軸承是否存在缺陷。冷態(tài)工況運(yùn)行期間（試驗(yàn)3a），壓力緩慢升到高壓，在系統(tǒng)高壓力條件下，作用在軸承主推力瓦上的載荷很高，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間預(yù)計(jì)大約90分鐘。熱態(tài)工況試驗(yàn)期間（試驗(yàn)3b），在1小時(shí)周期內(nèi)，每5分鐘啟動(dòng)一次泄油泵和頂油泵，這項(xiàng)試驗(yàn)主要測(cè)試低溫潤(rùn)滑油注入后，軸承溫度波動(dòng)和運(yùn)行期間的各項(xiàng)軸承參數(shù)。

4 高壓冷卻器換熱試驗(yàn)

高壓冷卻器是主泵輔助系統(tǒng)的重要部件。冷卻器需要在注入熱態(tài)水時(shí)運(yùn)行，此項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證當(dāng)注入水系統(tǒng)失效時(shí)，高壓冷卻器能否將熱態(tài)注入水溫度從300°C冷卻到52°C以下。

5 啟動(dòng)/停機(jī)試驗(yàn)

試驗(yàn)時(shí)，主泵的啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)間由不同運(yùn)行工況決定，通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定的啟停機(jī)時(shí)間僅對(duì)正在試驗(yàn)的主泵有效，對(duì)于其它的主泵，啟停機(jī)時(shí)間不一定相同。

6 振動(dòng)&軸位移試驗(yàn)

不同的運(yùn)行工況下對(duì)泵軸振動(dòng)和位移進(jìn)行測(cè)量。此項(xiàng)試驗(yàn)不單獨(dú)進(jìn)行，在主泵整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，持續(xù)測(cè)量振動(dòng)和位移值。

7 冷態(tài)與熱態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)

在此項(xiàng)試驗(yàn)中“冷態(tài)與熱態(tài)運(yùn)行”被分成兩個(gè)單獨(dú)的試驗(yàn)。（1）試驗(yàn)7a-7f性能曲線試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中，主泵的流量和揚(yáng)程取決于不同的運(yùn)行工況。在各種工況的采集周期內(nèi)，縮短記錄的間隔時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)不進(jìn)行其它的試驗(yàn)。全流量試驗(yàn)的過(guò)程中一直記錄流量和揚(yáng)程參數(shù)，小流量試驗(yàn)不能測(cè)量Q-H特性曲線。（2）試驗(yàn)7g-7jNPSH試驗(yàn)。測(cè)量NPSH特性曲線的試驗(yàn)過(guò)程中，存在主回路水汽化的風(fēng)險(xiǎn)，因此必須減小吸入側(cè)的系統(tǒng)壓力。有兩種方法可以減小吸入側(cè)的系統(tǒng)壓力，第一種方法是保持系統(tǒng)壓力恒定，提高系統(tǒng)溫度；第二種方法是保持系統(tǒng)溫度恒定，減小吸入側(cè)的系統(tǒng)壓力。冷態(tài)工況下，使用第一種方法較好，將吸入側(cè)的系統(tǒng)壓力保持為恒定工況，并加熱系統(tǒng)，需要注意如果主回路的壓力較低時(shí)，NPSH值很容易達(dá)到150m。熱態(tài)工況下，減小吸入側(cè)的系統(tǒng)壓力，并保持溫度為恒定工況。每個(gè)NPSH值與吸入側(cè)壓力相關(guān)，參照啟機(jī)曲線，如果主泵達(dá)到曲線上的工況點(diǎn)，可以計(jì)算出主泵的凈揚(yáng)程和流量。如果NPSH值達(dá)到150m，操作員需要提高吸入側(cè)的系統(tǒng)壓力，直到系統(tǒng)滿足額定運(yùn)行工況。

8 冷卻水?dāng)嗍г囼?yàn)

冷卻水?dāng)嗍г囼?yàn)分為四個(gè)部分。保持注入水供給的情況下，四個(gè)單獨(dú)試驗(yàn)分別為：（1）試驗(yàn)8a滑油冷卻器冷卻水?dāng)嗍г囼?yàn)；（2）試驗(yàn)8b高壓冷卻器冷卻水?dāng)嗍г囼?yàn)；（3）試驗(yàn)8c電動(dòng)機(jī)空氣冷卻器

冷卻水?dāng)嗍г囼?yàn)；（4）試驗(yàn)8d全部冷卻水?dāng)嗍г囼?yàn)。進(jìn)行這項(xiàng)試驗(yàn)的目的：確定允許冷卻水?dāng)嗍У臉O限時(shí)間。試驗(yàn)過(guò)程中主泵保持運(yùn)行，直到觸發(fā)停機(jī)的連鎖保護(hù)，例如推力軸承溫度太高。停機(jī)的連鎖保護(hù)將要觸發(fā)前恢復(fù)冷卻水供應(yīng)。另外，如果在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，未觸發(fā)停機(jī)連鎖保護(hù)，也要恢復(fù)冷卻水供應(yīng)。冷卻水供應(yīng)后，主泵持續(xù)運(yùn)行，直到恢復(fù)額定運(yùn)行工況。

9 注入水?dāng)嗍г囼?yàn)

注入水?dāng)嗍г囼?yàn)分為三個(gè)部分。試驗(yàn)過(guò)程中，冷卻水保持供應(yīng)。為了降低主泵在單項(xiàng)試驗(yàn)中損壞的風(fēng)險(xiǎn)，試驗(yàn)9c僅在小流量試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行。（1）試驗(yàn)9a注入水?dāng)嗍?，主泵不停機(jī)，供應(yīng)緊急注入水；（2）試驗(yàn)9b注入水?dāng)嗍?，主泵停機(jī)，供應(yīng)緊急注入水；（3）試驗(yàn)9c注入水?dāng)嗍?，主泵停機(jī)，不供應(yīng)緊急注入水。

10 注入水和冷卻水雙斷失試驗(yàn)

此項(xiàng)試驗(yàn)中，模擬冷卻水和軸封注入水同時(shí)斷失，之前進(jìn)行的冷卻水?dāng)嗍г囼?yàn)，僅模擬了高壓冷卻器的冷卻水?dāng)嗍?。?）試驗(yàn)10a注入水和冷卻水雙斷失，不供應(yīng)緊急密封注入水，主泵停機(jī)；（2）試驗(yàn)10b注入水和冷卻水雙斷失，供應(yīng)緊急密封注入水，主泵不停機(jī)。試驗(yàn)10a的目的：冷卻水和注入水雙斷失后，測(cè)定軸封部件溫度達(dá)到限定值的時(shí)間。注入水?dāng)嗍Т蠹s2分鐘，溫度可能達(dá)到極限值。注入水?dāng)嗍r(shí)間最多2分鐘，操作員必須給密封系統(tǒng)供應(yīng)注入水。關(guān)閉軸封注入水后，主回路的熱水通過(guò)緊急注入水管道和正常注入水管道進(jìn)入密封室。通常情況主回路熱水在高壓冷卻器中冷卻，但是，由于冷卻水?dāng)嗍В瑢?dǎo)致高壓冷卻器沒(méi)有冷卻作用，因此熱態(tài)水直接注入密封室。試驗(yàn)10b的目的：在注入水和冷卻水?dāng)嗍У臒釕B(tài)工況下，測(cè)定主泵能夠運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間。如果主泵停機(jī)，對(duì)冷卻設(shè)備（比如軸承或電機(jī)的冷卻器）沒(méi)有影響。高壓冷卻器用于冷卻緊急注入水，但是，如果主泵停機(jī)，并且高壓冷卻器沒(méi)有冷卻水，那么緊急注入水也就不會(huì)通過(guò)注入水管路進(jìn)入主泵。密封室會(huì)因?yàn)闊醾鲗?dǎo)和對(duì)流慢慢加熱。

11 全廠斷電試驗(yàn)

萬(wàn)一核電站發(fā)生電源斷電，主泵電機(jī)和輔助系統(tǒng)就有可能沒(méi)有電源供給。這種情況下，要保證主泵不損壞，并且主回路水不會(huì)泄漏。整個(gè)試驗(yàn)期間，將進(jìn)行電源斷失的模擬及評(píng)估計(jì)算。熱態(tài)停機(jī)至少30分鐘?？刂菩孤┑拈y門和關(guān)閉停車密封的閥門需要單獨(dú)供應(yīng)電源。停機(jī)后，如果停車密封沒(méi)有關(guān)閉，主回路水就會(huì)泄漏。熱態(tài)工況下停機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間，必須關(guān)閉泄漏閥門和停車密封，這樣能為電廠提供足夠的時(shí)間恢復(fù)供電。試驗(yàn)期間，需關(guān)閉主泵的全部電源，即不給主泵電機(jī)和輔助系統(tǒng)供電。但是，低壓泄漏、高壓泄漏管道的閥門和氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)的閥門需要單獨(dú)供電。

12 后座泄漏試驗(yàn)

此項(xiàng)試驗(yàn)的目的：在拆卸動(dòng)壓密封系統(tǒng)后，測(cè)量有多少主回路水進(jìn)入密封室。拆卸軸系組件后，下泵軸底部落到“檢修密封”面上，但是密封能力有限，少量的主回路水通過(guò)檢修密封泄漏到密封室內(nèi)。檢修密封依靠葉輪和下泵軸的重量壓緊密封面，這就是檢修密封功能受限的原因。如果主回路的壓力太高，泵軸被頂起，主回路水就會(huì)進(jìn)入密封室。全流量試驗(yàn)與小流量試驗(yàn)存在一些差別。最大差異是葉輪，小流量試驗(yàn)安裝的不是產(chǎn)品葉輪，而是一個(gè)小流量和低揚(yáng)程的小葉輪，因此小流量試驗(yàn)無(wú)法測(cè)出Q-H特性曲線或主泵的NPSH值。小流量試驗(yàn)的電機(jī)也不是產(chǎn)品電機(jī)，而是一臺(tái)空氣冷卻電機(jī)，功率較小，因此小流量試驗(yàn)不能檢測(cè)電機(jī)空氣冷卻器的冷卻水損耗。由于小流量試驗(yàn)功率低、揚(yáng)程低、流量小，因此試驗(yàn)臺(tái)的系統(tǒng)壓力也需要進(jìn)行調(diào)整。在全流量試驗(yàn)時(shí)，軸向力遠(yuǎn)大于小流量試驗(yàn)，因?yàn)槿~輪重量、轉(zhuǎn)子軸向推力和系統(tǒng)壓力相較小流量都要大很多。

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