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摘要：高压安注泵在核电厂中起着重要的缓解事故后果的作用，本文介绍了300MW核电机组高压安注泵的布置及其结构介绍，并简述了高压安注泵在现场的安装工序及注意事项，最后对泵组的试车过程及其注意事项进行了介绍。为其他机组类似设备的安装调试提供一定的参考。
关键字：核电厂；高压安注泵；安装；试车
1.前言
安全注射系统是核电厂重要的专设安全系统，其一个重要的目的是在主回路发生中小坡口或蒸汽管破裂的事故工况下，能从换料水箱吸收含硼水注入到反应堆压力容器内，防止堆芯裸露熔融。高压安注泵是安注系统内重要的转动类设备，该泵的良好可用性是保证安注系统行使核安全功能的重要保证。因此电厂都要定期对高压安注泵进行小流量再循环测试，以保证其处于良好的备用状态。30万千万的二代核电厂一般设置并联的四台高压安注泵，两两一组构成A、B列，两列通过实体、电气隔离形成冗余。
2.高压安注泵的总体介绍
高压安注泵在核电厂内属于小流量高扬程泵，一般做成卧式多级离心泵，以海外某30万千万核电厂为例，其高压安注泵便为卧式布置的双筒体多级离心泵（见图一），其主要设计参数见表一：
表一 300WM核电高压安注泵性能参数表
图一 300MW核电机组HGA-75/8型高压安注泵
2.1高压安注泵的整体结构
该多级离心泵主要由泵筒体、转子部件、轴承部件、轴承润滑系统、机封循环冷却系统、表与表架系统、底座等部分组成。由转子部件和内壳部件组成的芯包，为可整体抽出的筒体式结构，所有水压部件都安装在一个锻造的筒体内。进出水管焊接在进、出水配对法兰上，然后通过螺柱与泵筒体连接，均垂直向上。泵筒体由四个焊接在其上的支脚支撑在支座上，泵筒体可永久与进、出水管道相连，检修时可不必将筒体卸下。泵支座为一焊接结构，筒体支脚用螺栓、螺母、碟形弹簧垫圈和定距套固定在支座上。在筒体靠近驱动端侧下部装有定位销轴，使筒体保持在适当的轴向位置上。在泵筒体靠近非驱动端下部装有导向块，热膨胀时可沿着导向块向一端伸展。
2.2密封及其冲洗、冷却系统
高压安注泵用安装在吸入、吐出侧密封座内的两套集装式机械密封来实现泵轴的密封。同时配有机封冷却器对机械密封端面进行冷却和冲洗，利用机封动环上附带的泵送装置将机封腔内的水送入冷却器，实现机封冷却水的循环，机械密封的冲洗及辅助方案符合API610 plan23
2.3轴承及其润滑系统
泵转子部件由泵筒体两端的驱动端、非驱动端轴承部件支承，其中径向力由圆柱滚子轴承承受；轴向力主要由平衡鼓平衡，残余轴向力由安装在非驱动端轴承部件中的推力盘和推力轴承承受。轴承部件的润滑由安装在非驱动端的，随泵轴一起转动的齿轮油泵，以及安装在泵座上的油箱、过滤器、滑油冷却器、溢流阀等部件共同组成的润滑油系统提供。
3.泵组的安装
高压安注泵由制造厂整体供货，到达现场后由安装公司负责泵组的安装及试车。该泵的安装主要分以下几个关键工序，1）安装前的检查及准备；2）泵座的就位；3）灌浆；4）设备的安装；5）转子抬量的调整。
3.1安装前的检查及准备
安装前应仔细阅读熟悉泵组的随机安装指导文件，做好班组的技术交底工作。清理泵房内的杂物，准备好相应的吊装及安装工机具。对泵组外面及附件箱内的零部件采用石油溶剂类的清洗液擦拭干净。泵体内部和油系统，如能确认相应堵头并未破损，可不进行清洗。
3.2泵座的就位
首先在泵基础上放置 10个尺寸为 100×100mm金属垫铁，并安装在泵机组底座的调节螺钉下面。放置垫铁的混凝土表面应研平，使垫铁与基础接触良好。各金属垫铁安装就位后，调节垫铁的平面度，使其达到0.5~1.0mm/m 的要求。然后使用起吊设备将泵机组吊起，通过底板悬垂地脚螺栓并用螺母垫圈固定，将螺栓安置在基础预留孔的中心，吊运过程中不得安装中间联轴器以及泵上一些辅助管路和仪表。
3.3灌浆
泵组的灌浆分两步进行，首先对泵座的地脚螺栓进行二次灌浆，应确保地脚螺栓垂直悬挂在基础预留孔内，然后对预留孔里的底脚螺栓灌浆。完成灌浆后，应有充分的养护期，使混凝土完全凝固。待该步灌浆合格后，通过地脚螺栓螺母将底座固定，并拆除公共底座上的电机与泵。然后用热水冲洗基础表面，并用热空气吹干，之后从公共底座上面的预留孔对整个底座进行灌浆，混凝土泥浆应灌满在基础、底座和地脚螺栓螺之间的全部空间，而无任何空隙。
3.4电机与泵的安装
底座灌浆的混凝土凝固合格后，可开始将电机与泵体分别安装在公共底座上。需要注意的是将泵吊装在底座上时，注意对准底座上的定位销轴座上的销孔，并安装好定位销。在设备初步安装完毕后，进行泵机组轴系的定位找正。找正泵轴与电机轴的同心度，钢片联轴器的径向跳动不大于0.05mm，端面跳动不大于0.05mm。找正过程中，转动泵转子，应当轻滑无碰卡现象，但应避免在泵内无水时，过于频繁地转动，以保护叶轮密封环不被划伤。
3.5转子抬量的调整
对于拆解后或经过长时间运输之后的多级泵，为保证转子与静子的径向间隙，避免运行过程中发生刮擦，需对转子进行抬高量的调整。这里通过轴承部件上的调节螺栓调整转子的抬高量。调整之前，先将两端轴承座大法兰上的螺母轻轻松开一点，螺母松开的量以轴承座不发生倾斜为准，以使轴承座能够沿径向移动。最终通过架设百分表，将两端轴承抬高 0~0.05mm 左右，最终以盘动转子转动灵活为准。
4.泵组试运转
对于安装完成的高压安注泵机组，还应进行泵组的试运行，以验证设备的安装及制造质量。此项工作通常也由安装单位主导，试车的同时还可利用高压安注泵对泵出口的相关管道进行冲洗。泵组的试车工作可分为三步进行：1）试车前条件确认；2）泵组试运转；
4.1试车前的条件确认
软件方面，泵组试车前，安装单位应联合承包单位、监理单位等成立专门的组织机构，明确分工与责任。准备好经过批准的试车方案和质量计划表。硬件方面，试车前确认换料水箱的除盐水位，并且水源至泵入口的管道已经通过重力冲洗，安装好临时过滤器。泵出口的管道试压合格，相关的孔板及止回阀已经拆除，或用临时短管代替。确认油箱内润滑油加注到要求刻度线，泵组的重要参数监测及连锁均已完成通道试验。另外泵房地坑疏水也应具备条件，防止特殊原因造成的泵房积水。
4.2泵组试运转
泵组的正式试车分两步进行，首先对泵电机进行无负载单机试运转，试运转前脱开联轴器，测量电机相间绝缘及对地绝缘电阻在要求范围内。点动电机确认方向后可连续运转2小时进行测试，运转时，时刻监测电机轴承温度及振动并做好记录。电机试运转结束后，安装联轴器并复测对中数据在要求范围之内，对泵组进行带载试运转。首先打开泵入口阀对其进行灌水放气，充分放气之后可在泵出口阀微开的情况下启动电机，泵达到额定转速后，通过调节出口来改变泵流量，在泵的各个额定工况下分别试运转半小时左右，期间注意观察测量泵组与电机的轴温与轴振。泵组测试完成停机过程中，还需对其惰转时间进行测量，要求不小于30s。
5.总结
高压安注泵属于核电厂重要的的核级转动类设备，工程承包商及安装单位应对其在现场的安装和试车工作给以高度的重视，提前熟悉泵的机构，严格按照技术条件编制相应的安装及试车方案，并对参与安装调试的相关人员进行详细技术交底，做好现场的安装及试车工作，为以后安注系统的调试试运行打下基础。
参考文献
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论文作者:张晶宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/5
标签：高压论文; 转子论文; 底座论文; 螺栓论文; 部件论文; 轴承论文; 核电厂论文; 《建筑学研究前沿》2018年第5期论文;