摘要：润滑油系统是汽轮发电机组重要的组成部分，润滑油清洁度影响机组的安全稳定运行。如何高效、快速、保质保量完成润滑油系统的冲洗工作对机组的经济效益影响甚大。文章对我国引进的美国第三代核电技术中汽轮发电机组润滑油系统冲洗进行了介绍，重点对影响润滑油系统冲洗的制约因素进行了分析，针对这些制约因素提出了相应的应对措施和解决方法，为同类型机组的润滑油系统冲洗提供借鉴。
关键词：AP1000；核电汽轮发电机组；润滑油系统；冲洗方案。
1概述
AP1000核电汽轮发电机组采用日本三菱技术，由哈重—三菱联合体联合供货。润滑油系统是汽轮发电机组重要的附属系统，主要功能是对汽轮发电机组支持轴承、推力轴承及盘车装置提供合格的润滑油、向汽轮机提供低压保安油，另外对发电机密封油系统提供备用油源。
润滑油的清洁度不合格将导致汽轮发电机组转子轴颈损伤、轴瓦乌金磨损。因此，汽轮发电机组润滑油的清洁度直接影响到机组的安全、稳定运行。汽轮发电机组在投运前均需对润滑油系统进行冲洗，以清除系统中的焊渣、铁屑、纤维等杂质，直至油的颗粒度符合标准，以此确保汽轮机轴瓦、轴颈等部件在机组运行过程中不受损伤和影响。
AP1000核电汽轮发电机组润滑油系统主要由汽轮机转子直接驱动的主油泵、油箱、管壳式冷油器及全封闭套装油管构成，油箱上布置一台控制油泵、一台盘车油泵及一台直流润滑油泵。
2润滑油系统冲洗方案
润滑油系统冲洗共分为三个阶段：第一阶段用外接的大流量装置作为动力源进行润滑油系统的大流量冲洗，此阶段冲洗过程中润滑油不进轴承箱，直接通过布置在轴承箱旁边的汇流排将润滑油供、回油管道短接。第二阶段润滑油系统的大流量冲洗，仍使用外接大流量装置进行冲洗，此阶段润滑油进入轴承箱，且对润滑油系统仪表管线进行冲洗，验收标准也较第一阶段严格。第三阶段是将润滑油系统恢复至正常状态，大流量装置和汇流排等临时措施全部拆除，润滑油通过盘车油泵和直流润滑油泵的投运对系统进行冲洗，此时在各轴承处的入口管道上加装临时过滤器，待油质合格后拆除。
AP1000汽轮机发电机组润滑油系统冲洗特点主要有：1）采用大流量冲洗装置；2）冷油器在冲洗过程中始终投入运行；3）验收标准严格，采用三菱的验收标准，对主油箱回油滤网和各轴承的冲洗过滤器总杂质进行收集称重，总杂质的重量下降至0.167g/8h或以下，并且8小时的连续冲洗完成后继续检查以下项目：①最大的固体直径不超过0.12毫米；②直径大于0.12毫米的固体必须足够软，且可以粉碎至直径不超过0.12毫米的尺寸；③纤维组成的外来物质的最大尺寸，如碎布等，必须是1.6毫米或以下的长度；④润滑油冲洗完成后不进行翻瓦清理工作。
3润滑油系统冲洗周期偏长的原因分析
根据以往汽轮机组润滑油系统冲洗经验，新建机组首次润滑油系统冲洗合格时间约为3—4个月，而AP1000核电汽轮发电机组润滑油系统冲洗耗时8—9个月。导致AP1000汽轮机润滑油系统冲洗时间过长的原因主要有以下几种：
3.1冲洗方式选择不当，将冷油器纳入冲洗系统，导致冲洗周期加长
AP1000润滑油系统冷油器采用三菱设计的管壳式、U型管式换热器，型号为YL-2*890-2。冷油器分为A、B两列，正常运行时一用一备，壳侧充油，冷却水在U型管内流动。冷油器为卧式布置，进油口和出油口均布置在冷油器高位，润滑油从进油口进入冷油器壳侧后，有折流板引导润滑油的流动，金属颗粒和较重的杂质容易沉积在冷油器底部，而折流板在冷油器底部仅有一个直径约10mm的过油小孔，不利于杂质的流动。
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系统冲洗过程中，通过对A冷油器杂质收集称重得出的数据显示：经过一段时间的冲洗，润滑油系统收集到的杂质总重量逐渐趋于稳定。此时，在冲洗的运行方式没有变化的情况下将冷油器底部排污引致主油箱回油滤网处，仅增加直流润滑油泵和盘车油泵的启停次数，滤网收集到的杂质总重量明显上升。这种情况进一步说明此时系统的杂质主要来源于冷油器。冷油器底部的杂质在扰动工况下随油流带出冷油器从而进入系统。
3.2大流量装置选择不当
AP1000润滑油系统进行冲洗时采用的大流量装置额定流量为600立方米/小时，额定压力为0.65MPa。系统自身配置的盘车油泵额定流量为480立方米/小时，额定压力为0.365MPa。由此看出，大流量装置仅比盘车油泵的出力大120立方米/小时，这在润滑油系统冲洗时发挥的的作用不明显。大流量冲洗装置自身流量不够大，也是导致润滑油熊冲洗时间加长的一个重要因素。
每台冷油器布置有1431根U型管束，冲洗润滑油经过冷油器后，产生较大的压降，使冷油器出口的润滑油压力下降较大，影响冲洗效果。
另外，由于润滑油管道设计压力为0.37MPa，而大流量冲洗装置出口压力为0.65MPa，为了防止系统超压，大流量装置旁路再循环门在冲洗时不能完全关闭，从而使系统冲洗流量达不到冲洗装置的额定流量。
4加快润滑油系统冲洗进度的措施
4.1优化冲洗方案
在使用临时大流量装置冲洗期间，将冷油器通过旁路从润滑油系统中隔离出来，待第一阶段润滑油冲洗工作结束、油质基本合格后再将冷油器列入系统继续冲洗。冷油器被隔离后，一方面减少了系统阻力，润滑油冲洗压力得以大幅增加，从0.20MPa升高至0.37MPa，从而大大提高了系统的冲洗效果；另一方面，减少了杂质在系统中的积存，有效的缩短了冲洗周期。
在冷油器重新列入系统进行冲洗前，通过对冷油器进行抽芯清理，彻底清除之前积存在冷油器内的杂质。
4.2增大润滑油冲洗流量
在使用大流量装置进行润滑油系统的第一、二阶段冲洗时，选择900立方米/小时或更大的冲洗装置，也可以在使用大流量装置的基础上，同时润滑油油质已经较好时，将盘车油泵投入运行，以增大冲洗流量。
在润滑油系统冲洗的第三阶段，将盘车油泵和直流润滑油泵同时投入运行，提高系统冲洗的流量。
4.3使用变工况冲洗方法
在进行润滑油系统冲洗时，通过间隔启动盘车油泵和直流润滑油泵的方式增加油流在系统内的扰动，提高冲洗效果。
5结语
润滑油系统的冲洗工作是核电常规岛调试及大修后的关键路径，直接影响着机组调试工作和大修后机组启动的进度，虽然在新机组刚建成的调试阶段，可以将润滑油冷油器隔离出来进行系统的冲洗工作，但是在机组大修后，管式冷油器的结构将导致进入冷油器的杂质不易被彻底的冲洗出来，给系统的冲洗工作和机组的安全、稳定运行带来隐患。建议后续的机组优先选择板式换热冷油器，板式换热冷油器无论在百万千瓦级火电机组，还是在核电领域均有较好的使用业绩，它与管式冷油器相比最大的优点是便于进行内部的清理。
参考资料：
【1】廖亚民主编《AP1000核电厂常规岛系统初级运行》【M】2001.9
【2】《河南省电力公司火电工程调试技术手册汽轮机卷》【M】2003.4
论文作者:高光辉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/7
标签：润滑油论文; 系统论文; 机组论文; 流量论文; 油泵论文; 汽轮论文; 杂质论文; 《电力设备》2018年第12期论文;