福清核電電動給水泵R17K450M型液力耦合器的原理及調試實施

孔海波　錢冬亮

【摘要】 福清核電電動給水泵的調速方式采用可調力矩、無級變速的福伊特公司生產的R17K450M型液力耦合器器，介紹液力耦合器的工作原理，及其特點，調試實施方案的確定，在調試實施過程中的注意事項，設備達到設計要求，為福清核電1#機組的商用打下了堅實的基礎。

【關鍵詞】 核電 給水泵 液力耦合器 調試

一、R17K450M型液力耦合器原理

液力耦合器的實質是離心泵與渦輪機的組合，主要由主動軸、從動軸、泵輪、渦輪、外殼、輔助室及安全保護裝置等組成。泵輪與渦輪對稱布置構成工作腔，泵輪、渦輪內設置一定數量的葉片，外殼與泵輪固定連接成1個密封腔，工作腔內充填工作液體以傳遞動力。

當動力通過主動軸帶動耦合器泵輪旋轉時，充填在耦合器工作腔內的工作液體受離心力和工作輪葉片推動的雙重作用，被加速加壓拋向半徑較大的泵輪出口，同時，液體的動量矩增加，即泵輪將動力機輸入的機械能轉化成了液體動能。

在泵輪和渦輪液體旋轉時，泵輪泵出的液體和流入渦輪的液體都受到離心力的作用，如果泵輪轉速和渦輪轉速相等，那么泵輪和渦輪內的液體受到的離心力相等，也就沒有產生液體流動的壓差，工作液體就不會流動，也就無法傳遞能量。因此泵輪和渦輪之間必然存在轉速差（滑差），即泵輪轉速恒定大于渦輪轉速。用轉差率S來表示泵輪和渦輪轉速差的程度， 福清核電液力耦合器最小轉差率為3.13%，而嶺澳核電站二期的為2.75%，大亞灣核電站的為4.7%。液力耦合器在全充液情況下轉差率越小則反映了液力傳動的能量損失越少，也反映了過流部件設計合理，液力性能好。

二、調速型液力耦合器的優點及特點

（1）隔離振動：液力耦合器的泵輪和渦輪之間沒有機械聯系，轉矩通過工作液體傳遞，是柔性連接。當主動軸有周期性振動（如扭振等）時，不會傳到從動軸上，具有良好的隔振效果，能減緩沖擊負荷，延長電動機和水泵的機械壽命。（2）過載保護：由于液力耦合器是柔性傳動，其泵輪與渦輪之間有轉速差，故當從動軸阻力力矩突然增加時，轉速差增大，其至當水泵負荷使機器制動時，電動機仍能繼續運轉而不燒毀，水泵也可受到保護。（3）無極調速：調速型液力耦合器可以改變輸出力矩和轉速，使工作機實現無級調速，可緩和地啟動、加速、減速和停止。（4）可靠性高：大功率調速型液力耦合器提供潤滑油系統，減少工作機單獨的潤滑油系統投資。除軸承外無磨損部件，因此工作可靠，能長期無檢修運行，壽命長。

三、調速型液力耦合器的調試實施

液力耦合器安裝完成后將進行調試。調試中一項重要的工作是油管路的清洗和潤滑油的循環過濾。調速型耦合器的旱期故障許多都與油和管路的清潔度不好有關，如能在試運行前將耦合器及其管路清洗干凈，則運行早期故障會大幅度降低。對清洗和調試方法進行檢查：檢查油位是否在規定的范圍之內；檢查輔助油泵的轉向是否正確；檢查各處管路連接是否密封良好；檢查油管是否泄漏；檢查輔助潤滑油泵的潤滑流量；檢查潤滑油和控制油壓力；繼續清洗油路，直至雙列濾油器不堵塞；分析潤滑油品質。準備試運行；檢查耦合器油箱中油的溫度；投運潤滑油和工作油冷卻器；啟動輔助潤滑油泵；當達到所需的潤滑油壓力時，控制盤控制勺管動作，觀察其開度范圍是否為0-100%；啟動電動機或山控制系統控制自動啟動電動機；耦合器勺管由0%逐漸加大開度，以最低穩定運行速度運行；監視耦合器運行是否平穩，以及工作油和潤滑油溫度、壓力是否在規定范圍內；監視濾油器是否工作正常；耦合器勺管開度進一步加大，使工作機緩慢啟動并加速運行；觀察并記錄耦合器工作油、潤滑油溫度和壓力，直到數據穩定；檢查冷卻器的換熱能力和冷卻水的流量是否符合要求；檢查耦合器的穩定情況；測量振動，記錄測量值和測量點，測量不同勺管開度各規定測點的振動值，并與允許值相比較確定是否符合要求；當工作油溫度過高時，應調整并增加工作油流量；在勺管開度0-100%之間反復調速運行，檢查工作機能否達到最高轉速。

四、結語

通過本文的介紹可以增加對液力耦合器較全面的了解，液力耦合器結構緊湊，設計精巧，在調試實施過程中嚴格按照操作規程，其正常運行與否將直接影響核電廠的安全運行和經濟效益。

參 考 文 獻

[1] 蘇林森，楊輝玉. 900MW壓水堆核電站系統與設備[M]. 北京：原子能出版社，2003

[2] VOITH TURBO. Instruction Manual of Geared Variable Speed Coupling[C]. VOITH Turbo Gmbh&Co.KG，No.3626-021976 en，2007

[3] Code Clyde Union Fuqing S1 Geared variable speed coupling R17K450M.Techn.Documentation No.91800106210_BA1_en Revision 0