淺析某百萬千瓦三軸承主泵組裝階段的質量控制

周 杰（中核華電河北核電有限公司，河北 滄州 061000）

淺析某百萬千瓦三軸承主泵組裝階段的質量控制

周 杰
（中核華電河北核電有限公司，河北 滄州 061000）

核安全是核電的生命線，可靠的設備質量是保證核安全的重要基礎。對于核電廠唯一的核一級泵設備的反應堆冷卻劑泵（簡稱主泵），尤其要進行全方位、全過程的質量控制。本文對我國引進的某型1000MW核主泵中幾類關鍵部件在裝配試驗階段容易忽略的一些問題，結合工作經驗進行原因分析，提出預防和治理措施，最終保證主泵在組裝階段的質量要求。

質量控制；焊接結構件；組合體部件；靜壓密封部件

1　前言

主泵位于核島一回路系統蒸汽發生器和反應堆容器之間的冷管段上，用于驅動冷卻劑在反應堆冷卻劑系統內循環流動，連續不斷地把堆芯中產生的熱量傳遞給蒸汽發生器二次側給水。該型主泵用于我國M310改進型百萬千瓦壓水堆上，三條環路各設置一臺主泵。主泵為立式、單級離心泵。反應堆冷卻劑從泵殼底部的管嘴吸入，經泵軸下端的葉輪加壓后，由泵殼出口管嘴徑向排出。

2　主泵結構

主泵采用三段軸的連接結構，電機軸和泵軸通過中間可拆軸直接進行剛性連接。主泵主要由泵部分、電機部分和輔助系統組成。電機部分由上/下電機機架、定子、轉子、空冷器、止逆機構等主要部件組成，部件組裝完成后將整體參與電機總裝及出廠檢查驗收；泵部分由上下電機支座、泵殼、密封室、密封組件、過流部件等部件組成，泵部件以3700多個單件的形式參與主泵總裝和出廠檢查驗收；輔助系統由密封注入水系統、頂泄油系統、監測系統等組成。在主泵裝配拆卸過程中，泵部件由于種類多、數量多、作業時間長等特點，經常會因為防護不當、操作不當、意外磕碰等，產生主泵部件質量缺陷。尤其是對包含隱蔽工程的焊接結構件、組合體部件、靜壓密封部件等泵部件更容易在裝配試驗過程產生質量問題，有必要給予高度關注，做好質量見證、巡視檢查等質量監督工作，把好設備出廠前的質量關。

2.1 焊接結構件。主泵上下電機支座是該型主泵中為數不多的幾個大型焊接結構件，是水泵和電機之間的連接部件，其主要由5大類11種不同規格的碳鋼、不銹鋼板/管材焊接而成。主泵上電機支座位于主泵電機下部，起到支撐和連接電機的作用，同時兼做雙向推力軸承、油葉輪、油冷卻器、頂泄油泵、軸承室油箱、接油盤、油箱管道等部件的載體。主泵下電機支座位于上電機支座與泵蓋之間，起到電機與主泵泵體之間定位作用。利用電機支座筒壁焊接有兩個下油箱，底部通過管道相連，兩個油箱通過檢修人孔隔開。

2.2 組合體部件。主泵部件中有很多不銹鋼部件往往需要使用連接螺栓進行緊固形成組合體來實現各組件的功能。如，軸承導環與導葉、檢修密封體與導葉、密封室與導葉等部件均通過螺栓連接。

2.3 靜壓密封部件。該型主泵有兩處靜壓密封，即位于導葉體下部的檢修密封和位于密封室蓋內部的停機密封。它們由一個靜止部件與一個移動部件組成，依靠兩個部件配合面之間的緊密貼合來建立密封屏障，實現對流體介質的密封。檢修密封由檢修密封體與泵軸軸肩之間的雙錐度端面實現對冷卻劑的密封。其的靜止部件為檢修密封環，移動部件為泵軸，過流介質為軸封冷卻水。正常運行狀態，軸封冷卻水可以順利通過檢修密封環與泵軸密封面之間的間隙；當機組需要檢修且不需要將泵軸移出時，泵軸下降到檢修密封法蘭面上以密封一回路介質。停機密封僅用于主泵停機時的壓緊密封，采用氣動關閉。停機密封置于軸密封的第三級密封之上。如果發生軸密封損害或者嚴重的注入水故障，停機密封作為最后的屏障，將起到防止核反應堆主冷卻劑泄漏的作用。它的靜止部件為停機密封環，移動部件為移動環，過流介質為軸封冷卻水。主泵運行期間，依靠壓緊彈簧的預緊力將移動環推開，軸封冷卻水可以自由通過停機密封。在核主泵的轉子停轉后，移動環在氮氣的推動下向上移動，直至移動環上的O型圈與停機密封環壓緊，實現密封主冷卻劑的作用。

3　主泵部件質量缺陷原因分析

3.1焊接結構件。為了在有限的空間內實行盡可能多的功能，上下電機支座內部隔離出多個功能區域，這些區域中存在大量封閉、半封閉區域。給生產、檢查、清潔都工作造成了較大困難，處理不當很容易導致潤滑油箱泄漏、油管路堵塞、法蘭管嘴錯位等嚴重的質量問題。分析原因是：（1）對電機支座后續作業的影響程度認識不足。電機支座大量采用焊接，會產生一定的焊接變形、焊縫過高等現象。給油冷卻器、頂泄油泵等部件的裝配位置干涉、尺寸不匹配、法蘭對中錯位等困難。局部、反復多次、嘗試性的漸進式返修處理往往會對總的返修量產生誤判，進而忽視或降低檢查標準。（2）裝配過程中的清潔、防護不到位，造成返修殘余物、外界異物進入電機支座內部，導致管道堵塞或影響油品質。

3.2 組合體部件。部分主泵組合部件均需要經過螺栓緊固來發揮作用，但一些潛在的因素會導致部件表面的緊固位置留下劃痕、起毛、缺肉等擠壓缺陷，對承壓部件的表面質量、拆裝可重復性、甚至是部件質量造成影響。分析原因是：（1）承壓表面加工質量不高，存在刀痕粗糙、鱗刺現象、劃傷、拉毛等情況。（2）配合表面未清理干凈，存在高硬度異物顆粒。（3）緊固力矩設定或緊固過程操作不符合操作手冊要求。（4）裝配計劃不合理，出現反復拆裝情況。

4　焊接結構件

（1）做好焊接結構件階段性產品交驗工作。對電機支座生產階段的質量文件檢查和驗收檢查，確認質量計劃、NCR、遺留項等都已經關閉，杜絕將缺陷帶入后續生產工序。

（2）做好裝配階段的質量跟蹤和監督工作。油冷卻器就位時，底部易與電機支座基座發生干涉，管嘴易與軸承室油箱管嘴出現錯位現象。返修前必須要有相應預案，處理后實施全面檢查，防止撕裂、穿孔等隱患，保證結構強度不受影響。

（3）裝配完畢后，對電機支座內腔室、油管路等部位進行全面的清潔和檢查，防止異物進入。

結語

主泵組裝過程是一個工序集中、工作量大、參與人員多、容易產生質量缺陷的作業過程，只要樹立牢固的質量意識，始終將質量控制工作理念貫穿整個組裝過程，保證組裝過程中的產品質量。

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