李树涛 张立东 陆达
中广核核电运营公司 广东省深圳市 518000
摘要:CPR1000堆型主泵作为核电站一回路的重要设备为反应堆热交换提供循环动力,而主泵电机为主泵的正常运转提供原动力,其轴瓦作为主泵电机中的重要零部件对电机的正常运转起到关键作用。
本文通过对电机轴瓦温度探头结构及工作原理的介绍、轴瓦温度波动的案例分析,找出了一些处理方法,为电机轴瓦温度波动的根本原因分析和处理提供依据。
1前言
100型主泵电动机是立式、鼠笼、三相感应电机,为主泵提供转动的扭矩使其在额定转速下运行。该电动机装有防反转装置,防止停运的主泵在一回路水倒流作用下产生反向旋转;电动机轴的顶端装有飞轮,可以增加主泵的转动惯量,使它有足够的惰转时间,保证电动机在断电后仍能为堆心提供冷却剂。
2主泵电机温度探头介绍及工作原理概述
2.1主泵电机温度探头介绍
100型主泵电机的轴承包括上下推力轴承和上下导向轴承,每一套轴承均埋设有主用和备用两套测温元件,用于测量轴瓦温度,轴瓦温度有设置初始报警值,作为早期发现运行异常的最低值,若温度达到上限值,不论是何处轴瓦必须停机。
2.2电机温度探头工作原理介绍
主泵电机轴承温度探头为热电偶式,热电偶测温的基本原理是基于两根不同材料的导体,当两个连接处温度不同时即产生热电动势,就会有电流产生,再通过测量仪表,就可以获得介质的温度。
3现场电机轴瓦温度波动概况
3.1温度波动现象
在某大修期间,更换电机后机组升压期间,该电机上推力轴承332MT出现波动,其中最高为54.15℃,最低为47.55℃,温差最高6.6℃,记录仪显示为散点,而备用探头312MT较稳定,运行一段时间后332MT温度稳定,巡检332MT数据,最高点47.35℃,最低点45.96℃,最高点与最低点相差1.39℃,属于转动设备轴承温度正常波动范围。
3.2原因分析:
该电机在历史上曾出现温度波动,最大波动值约7℃,但此时312MT基本无波动(<1℃)。单个瓦块温度在波动且波动频率较高,而润滑油或瓦块温度变化不会如此之快,说明温度波动主要和探头相关,非瓦块真实故障,可能原因为探头安装工艺存在偏差。厂家反馈欧洲用户同样存在温度波动问题,其认为不影响主泵安全运行,具体分析方法见下表:
从以往维修经验以及目前在役电机的运行情况,并结合上述可能原因分析来看,出现的探头温度波动的相关原因十分复杂,单就从解体过电机拆卸的轴瓦来看,机械故障引起波动大的可能性极低,相关测温元件因安装位置等因素导致测量偏差大的可能性较大。
3.3多基地案例分析
综合群厂轴瓦温度波动大的情况,汇总原因分析如下:
1) 推力瓦与推力头之间油膜缺失;
2)热电偶问题(自身品质和突发绝缘丢失等);
3)热电偶接线问题(正负极反接或插针用错);
4)工程师站系统问题;
5) 热电偶安装位置问题;
具体原因分析如下:
1)油膜缺失:电机在运行中轴瓦出现个别温度波动幅值偏大,但其绝对温度均<60℃,而且通过长时间运行,温度相对稳定,说明轴承油膜稳定,未出现干摩擦现象。
2) 热电偶问题:
热电偶的测量准确度偏差:对于采购的热电偶,要进行温度校验,公差合格;
热电偶绝缘丧失:造成不能准确反映被测温度,可以通过绝缘电阻测量验证;
热电偶内部引线焊接不良:引起附加热电势可通过检验静止状态温差低,即可排除该原因。
3)热电偶连接问题
可能出现的问题包括传感器接错位置、热电偶正负引线接反、公共地线接错、
连接插头接触不良等。
4)工程师站系统问题
在一回路低压工况下,主泵运转时直接测量电机温度,此办法可确认温差是否来源热电偶连接或工程师站系统问题。
5)热电偶安装在轴瓦内的位置
当测温元件未处于正确位置:测量温度与实际不一致;
油循环孔被堵住:油循环不畅(油泥或气堵等),测量温度与实际不一致。
当排除前4种原因后,热电偶在轴瓦上的安装位置不居中和油路堵塞导致现场产生波动的可能性较大;热电偶在测温孔内伴随装配体的振动而振动和循环油路非周期性畅通,是产生温度波动的最可能原因。
4轴瓦温度波动的改进方法
100型主泵生产厂家通过多年的分析研究,针对电机轴瓦的温度波动,进行了系列的试验后对测温元件的结构形式进行了改进,使测温元件能够在测温孔中的位置保持固定不变,测温元件照片如下:
5结束语
本文通过对100型主泵电机轴瓦温度波动的案例介绍,详细阐述了其分析过程并找到了最可能的诱因,同时结合主泵制造厂家所进行的改进方法,为此类问题的分析解决提供了理论依据和实践验证。从运行、维修角度看,此类问题的长期困扰得到有效解决改善,也减少了不必要的维修成本投入。
参考文献
【1】 900MW压水堆核电站系统与设备(上册)
【2】 主泵维修EOMM手册(内部文件)