某核電機組常規島典型案例分析

張浩　李康樂

【摘 要】本文簡要介紹了某核電廠1號機組汽輪機在首次沖轉至整組啟動期間遇到的幾個典型事件，如汽機1#瓦溫度異常升高、2#主汽閥閥桿銷斷裂、盤車電機鏈條拉長等，分析了事件的根本原因及處理方式，為后續其他機組在該試驗項目上提供重要參考。

【關鍵詞】首次沖轉；瓦溫；主汽門；盤車鏈條

1 汽機1#瓦溫度異常升高

常規島首次非核蒸汽沖轉是在熱態功能試驗階段，利用一回路2臺主泵及穩壓器電加熱器運行輸入的能量使一回路升溫升壓，在蒸汽發生器（SG）二次側產生飽和蒸汽作為汽源，沖轉汽輪機至額定轉速3000rpm，在沖轉期間驗證機組各系統工作正常。

2015年3月8日19：55分，該核電廠1#汽輪機組掛閘后，機組轉速開始攀升，過程中主控監視發現1號瓦溫度迅速上升，在機組轉速約200～250rpm時刻手動打閘。打閘后，在汽機轉速下降過程中1號瓦溫度先上升到約158.1度后有下降過程，然后又再次上升到177.5度后重新下降。在此過程中，偏心與溫度出現同步變化，現場聽音檢查無明細剮蹭異音，過程中1號瓦溫度有波動現象，至盤車狀態1號瓦溫仍約90℃左右。

事件發生后，經專家討論對1號軸瓦進行了解體檢查，在機組降溫達到檢修條件后，進行1號軸瓦翻瓦解體，發現1號軸瓦上、下瓦均有明顯磨損跡象，其中上瓦磨損較輕，下瓦較嚴重。同時，1號軸頸表面也有明顯的磨損，表現為在軸向對應軸瓦寬度范圍內均有磨痕，最深溝痕深度約0.15～0.2mm左右。汽輪機1號及2號軸瓦，為高壓轉子支持軸承，相對于低壓轉子軸承，其承擔的負載較輕，正常情況下，溫度方面也應處于較低水平。在A處，機組啟動沖轉至200～250rpm，保持運行時間較短，約1～2min， 此時1號瓦溫度值約55.8℃，在合理范圍內，隨后機組轉速下降，其溫度出現急劇攀升，并有波動現象，說明此時在軸瓦中有摩擦熱量持續積聚，且無法被潤滑油及時帶出，即潤滑油冷卻能力不足或缺失，從而造成了瓦溫最高達到177℃左右的水平。根據可傾瓦工作原理和上述沖轉過程相關參數趨勢看，導致此情況的原因是多方面的，直接原因為1號軸瓦潤滑油供油異常，不能及時導出軸瓦熱量和正常潤滑軸瓦。

自5月13日修整完畢的高壓轉子返回現場后，HNPC、CNPE、哈汽廠家、廣火及監理公司等單位在短軸端面研磨、軸系找中心、高壓缸扣蓋、軸承與頂蓋間隙調整、盤車裝置修復過程中，通過早班會制度及時協調和處理發現的問題，完善所有返修數據測繪記錄與見證監督文件，在有力推進返修工作進展的同時，確保消缺質量可控并有力促進了盤車先決條件的建立。2015年7月2日16時，1#汽輪機軸系完成非核沖轉缺陷返修后的首次投盤車。經過24小時連續盤車，各軸承軸瓦溫度、軸承潤滑油回油溫度均保持穩定狀態，符合設計文件要求的控制范圍。

2 2#主汽閥閥桿銷斷裂

2015年10月18日1號汽輪機主汽閥1GSE002VV在做動作試驗時發生卡澀現象。閥瓣卡在中間行程無法關閉，拆開閥蓋后發現閥桿銷（斷面直徑約70mm）發生斷裂：銷軸斷口端面有不正常的剪切痕深度約3mm左右，造成應力集中；銷軸斷面晶相存在早期開裂銹蝕。為保證1號機組整組啟動及并網，拆解閥門，對閥桿進行檢修更換。

3 盤車電機鏈條拉長

2015年10月8日，盤車運行期間，巡檢發現盤車電機有異音，電機軸承溫度無明顯升高情況，運行一段時間后自動跳閘，重新啟動后再次跳閘。期間正在進行汽機掛閘和打閘操作，但經儀控分析兩者之間并無關聯（主蒸汽隔離閥下游未進行暖管）。

分析發現負載過大會引起盤車跳閘，可能存在有電機軸承摩損或盤車鏈條、齒輪嚙合故障等。立即對盤車裝置解體。

鑒于上述原因，盤車電機啟動前應注意：

1）盤車電機各部需充分潤滑。潤滑油接通五分鐘后，手盤盤車電機，待軸承及相關齒輪、鏈條全部潤滑后方可啟動盤車。

2）空載運行四小時后，帶動轉子運行。

3）避免盤車電機頻繁啟動，以防止鏈條不斷被拉長。

4）盤車電機負載一個周期后要進行鏈條松緊度調整及軸承間隙檢測。若鏈條過于松動，將電機座及鏈條殼體座底部墊片同時加高相應的高度進行調整；若軸承間隙過大，需及時更換。

4 核電機組常規島典型案例的預防和處理措施

該核電廠一號機組容易出現瓦溫度過高、主汽閥閥桿銷斷裂和盤車點擊鏈條拉長等問題。經過分析，我們找到一些原因，基于筆者多年的經驗，提出了一定的處理措施。首先，設計上，該核電站機組采用的是汽輪機的高、中壓自動主汽門，出現的問題是閥桿斷裂造成漏氣，解決辦法可以在A4腔室到三軸管道的位置安裝隔離門，使冷氣由三軸逆止門倒回冷氣，冷水至中壓缸底部，安裝隔離能夠有效的防止了水汽的進一步泄露。但由于打破的傳統的安裝方式，核電站機組操作人員應注重管道內心的閥門的操作方式，正確操作以降低高壓缸初夏封漏氣不暢現象。同時，誤操作還可能帶來汽輪機軸向推力瓦溫短時間內快速圣蓋，是汽輪機軸向推力不均而出現斷裂。與此同時，修改路基保護是確保保護動作正常。1#機組的正向、負向推力瓦溫度均出現過高現象。瓦溫度預警應取其任何一點而非平均值。這樣一旦某一處出現高溫，也會進行預警，很好的避免了以往以平均值預警的不準確性，及時發現瓦的溫度異常現象，提高機組的運行穩定性。也提高了機組檢修和操作人員對于故障的判斷速度。最后，針對操作人員所發現的瓦溫度過高現象要立即采取減負荷措施。嚴格按照操作流程和維修流程對其進行判斷，正確處理停機時間，一方面保證效率，一方面提高安全指數。做到精心調整，正確控制機組升，降負荷。病善于分析機組運行參數，防止機組出現負荷波動快或者參數變化而出現瓦溫度急劇上升。

5 總結

常規島各系統的正常運行關系到汽輪機和發電機等重大設備的安全，而相應的故障及事故處理規程相對一回路來說較少，本文對二回路系統在調試期間遇到的典型案例進行了匯總分析，分析了事故發生的主要原因，并有針對性的提出了解決策略。核電站在我國經濟和社會發展中具有不可磨滅的作用，如何通過正確的方法提高機組運行穩定性，是核電站工作人員的主要任務。汽輪機的安全運行對于核電廠的運行穩定性具有重要作用，關系到核電廠的持續生產，因此，分析常規島的問題，是提高核電廠生產效率的關鍵，對于典型案例的總結，將有助于今后類似問題的解決效率。

[責任編輯：王偉平]