巴基斯坦恰希玛核电站2期项目主泵小流量性能试验

2022-09-12

一、前言

巴基斯坦恰希玛核电厂2期项目 (以下简称C-2项目) 是继1期项目后, 我国成套出口的第二座压水堆核电站, 额定发电量325Mw。

主泵小流量试验, 虽不包含流量 (Q) -扬程 (H) 测试, 但由于该类型主泵在国内外核电站有大量的使用和运行的业绩, 以及精确的水力模型试验结果转化到实型泵上的经验。在小流量试验中, 主泵的其它参数均能进行考核, 其中对推力轴承的考核比全流量更为苛刻, 由于小流量试验所用的试验叶轮相对于全流量试验的产品叶轮所产生的水推力要小, 在中、高压运行工况 (含正常运行工况) 叶轮的水推力较小时, 推力轴承所受的载荷要更大, 考核要更加严格。

二、主泵小流量性能试验简述

C-2项目A、B泵小流量试验分别运行了约40小时和130小时。

1试验项目:泵轴振动和跳动的测量

试验目的:在冷态和热态工况下, 测试主泵泵轴振动情况。

验收标准:泵轴振动Smax≤120μm

试验结果及评定:试验测得A、B泵振动Smax均约60μm左右, 远低于出厂验收标准120μm。试验期间泵轴振动保持平稳运行状态, 该运行趋势为主泵的长期安全运行建立了基础。

2试验项目:推力轴承的运行情况测试

试验目的:在主泵启泵运行后, 推力轴承瓦块所受载荷逐渐增加情况下, 测试推力轴承瓦块温度及油温的变化情况。

验收标准:在额定运行工况, 推力轴承主推力瓦温度应≦100℃ (报警温度) 。

试验结果及评定:试验期间, A泵和B泵推力轴承主推力瓦最高温度均小于100℃, 符合验收标准要求。主泵的推力轴承在试验期间运行情况良好, 轴承温度随系统压力增加而逐渐增加。

3试验项目:高压泄漏流量和低压泄漏流量的检测

试验目的:在不同系统压力下, 测量高/低压泄漏流量。

验收标准:高压泄漏流量≤1300L/h, 在额定工况下高压泄漏量应为1200L/h

低压泄漏流量:要求≤20L/h, 主泵连锁保护中报警停泵值为﹥50L/h

试验结果及评定:高/低压泄漏流量与系统压力有关, 随系统压力升高而增大。主泵试验期间, 最大高压泄漏流量A泵、B泵均约1100 L/h左右;最大低压泄漏流量A泵、B泵均约4L/h左右, 满足验收标准要求。

4试验项目:启停泵试验

试验目的:在不同系统压力下, 测量主泵的启/停泵时间。

试验结果及评定:在A、B泵启/停泵时间均大于3分钟。主泵的惰转时间测量没有实际代表意义, 因为小流量试验所采用的试验电机没有安装飞轮。

5试验项目:连续运转试验

试验目的:通过长时间的运转试验, 测量在连续运转工况下的各种数据。

试验结果及评定:A泵和B泵在连续运转试验中, 主要对以下几项参数进行了测试, 均满足设计要求:

1) 高压泄漏流量测试, 流量≤1300L/h, 随系统压力的变化而变化。

2) 低压泄漏流量测试, 均小于10 L/h, 随系统压力升高而增大。

3) 三级密封压力测试, 随系统压力变化而变化, 一直保持良好的正常运行状态, 三级密封始终呈1/3分压运行状态, 符合轴密封的设计要求。

4) 推力轴承温度测试, 最高温度均约90℃, 随系统压力变化而变化。

6试验项目:密封注入水断失 (冷却水供应) 试验

试验目的:测试主泵在热态工况下发生密封注入水断失 (冷却水供应) 情况时能够运转多长时间。

验收标准:密封组件前温度﹤180℃。连锁保护是否能正在运行。

试验结果及评定:主泵在密封注入水断失约5分钟后停泵, 连锁保护正常准确工作, 在开始试验后的约2小时内, 密封组件前温度最高达到129℃, 满足设计要求。

7试验项目:密封注入水和冷却水均断失试验

试验目的:测试主泵在热态工况下发生密封注入水断失及高压冷却器冷却水和密封壳冷却水同时断失情况时能够运行多长时间。

验收标准:主泵在密封注入水和冷却水均断失工况下能短期运行。

试验结果及评定:密封注入水和冷却水均断失断失约2分钟, 然后先后供应冷却水和注入水, 在此期间冷却器后的密封注入水温度始终保持在27℃~30℃之间, 可见主泵有短时间的抗冷却水和注入水双断失的能力。

8试验项目:冷却水断失 (轴封注入水供应) 试验

试验目的:测试主泵在冷却水断失 (轴封注入水供应) 工况下的运行时间。

试验条件:1、高压冷却器冷却水断失:冷却器后注入水温度达到57℃或在57℃维持至少10分钟。证明只需要注入水供应, 轴密封与水润滑径向轴承就能足够地被冷却。

2、密封壳冷却器冷却水断失:高压泄漏流温度达到82℃或在小于82℃维持至少10分钟。

3、油冷却器冷却水断失:推力轴承主推力瓦温度小于100℃或上部径向轴承温度小于80℃。

试验结果及评定:

1、高压冷却器冷却水断失10分钟后开始供应, 期间高压冷却器后注入水温度最大为31℃, 且稳定, 可见主泵有良好的抗断失冷却水能力。

2、密封壳冷却器冷却水断失13分钟开始供应, 期间高压泄漏流温度最大为36℃, 且稳定, 可见主泵具有良好的抗冷却水断失能力。

3、轴承温度在油冷却器冷却水断水期间逐渐升高, 当主瓦温度达到98℃时, 冷却水开始供应此段时间持续了13分钟, 期间上部径向轴承温度最大温度为64℃。可见主泵在此工况下具有短期的抗冷却水断失能力。

9试验项目:应急注入水系统运行 (冷却水供应)

试验目的:该试验用于证明高压冷却器对来自应急注入水系统的高温高压注入水的冷却能力, 并验证主泵应急注入水系统的循环运行能力。

验收标准:应急注入水系统阀门V06应在密封注入水断失后30S后打开, 主泵应在各项数据稳定后运行10分钟, 高压冷却器后注入水温度应小于52℃。

试验结果及评定:密封注入水断失后, 应急注入水系统连锁保护启动。试验期间高压冷却器后注入水温度小于52℃, 高压密封组件前温度最高为68℃ (要求﹤180℃) 。

10试验后的拆检、清洁

在小流量试验后对A泵和B泵进行了拆检, 对主泵零部件进行了目视检查, 除个别部件发现在设计要求内的磨损, 并用砂纸简单修磨外, 其它部件均完好, 检查情况完全符合要求。

三、结论

通过小流量试验测试, A、B泵均能满足主泵规范书及设计的各项要求。在模拟多种事故工况试验中, 对主泵运行能力进行了较为全面的考核, 不仅对轴密封、轴承、冷却器等部件的各项数据指标进行了考核, 也对主泵的连锁保护系统应用进行了测试, 结果证明主泵具备安全、可靠的运行能力。C2项目核电站的成功商运这已从实践中检验证明了主泵的水力性能和各项运行能力能够满足合同要求。

摘要：介绍了主泵小流量试验过程和结果, 并进行了简要分析。

关键词：核电站,主泵,小流量,性能试验