淺析主泵頂軸油泵電源設計不足及改進

朱光亞

【摘 要】本文介紹了核電機組主泵頂軸油泵的功能、頂軸油泵供電電源的設計不足以及改進。通過電源改造，頂軸油泵運行增加了可靠性。在發生如全廠失電工況，主泵停運期間，頂軸油泵不會因為失電導致停運。這避免了在主泵低轉速下發生推力瓦損壞的風險，保證了主泵的運行安全。

【關鍵詞】頂軸油泵；推力瓦；設計不足；改進

【Abstract】This article analyzes theFangjiashan nuclear power plantJacking oil pump function，lack of Jacking oil pump power supply inadequate design and improvement.Through the power transformation，Jacking oil pump increases reliability.In the event such as the loss of the whole plant electrician conditions，during the reactor coolant pump power outage，Jacking oil pump will not be invalid cause loss of power supply.This avoids the risk of damage to the thrust bearing pads at the low speed of the reactor coolant pump.The operation safety of the reactor coolant pump is ensured.

【Key words】Jacking oil pump；Thrust bearing pads；Inadequate design；Improvement

1 方家山機組頂軸油泵簡介

主泵頂軸油泵是主泵的輔助設備，它布置在主泵電機支座上，經頂軸油吸入管路從軸承體外的油室中抽油給軸瓦-主推力瓦。在主泵啟動和停機時，啟動頂軸油泵供油，用于最大限度降低主泵啟動阻力矩，以保護推力瓦。

為了避免推力盤和主推力瓦之間發生金屬接觸導致瓦磨損，設計要求在主泵啟動之前先啟動頂軸油泵，并通過油壓低信號閉鎖啟動主泵，頂軸油泵在推力盤和推力瓦之間強行形成油膜，防止主泵在低轉速時，由于推力瓦油膜自我形成能力較差發生金屬直接接觸干摩擦。設計同時在主泵停運過程中考慮了啟動頂軸油泵供油，主泵停運或者轉速低于1000RPM時自動啟動頂軸油泵，目的在于主泵轉速降低時油膜自我形成能力較差的情況下能夠輔助形成油膜，避免在低轉速下推力瓦和推力盤的直接金屬接觸摩擦而損壞。

此外，頂軸油泵的運行還可以起到在主泵停運狀態下循環油箱內部油的作用，有助于進一步降低油溫，循環降低軸承各部件的溫度。

2 主泵頂軸油泵供電設計

2.1 供電設計的不足

頂軸油泵的電源原先設計為由LKA/LKB 380V正常配電系統供電，LKA/LKB電源來自LGA/LGD 6.6kV母線，在電源設計上沒有考慮供電的可靠性。按廠家設計說明，主泵設計為可以在失去頂軸油泵的情況下安全停運。

在失去主廠外電源時，LGA/LGD將失電，LGA/LGD向三臺主泵供電，主泵將停運，同時LKA/LKB失電，相應的主泵頂軸油泵也將停運。這種情況下，主泵停運過程中沒有頂軸油泵運行輔助建立油膜，實際過程中可能導致主泵推力瓦在主泵低轉速下發生金屬的接觸干摩擦導致損壞。

鑒于主泵無法完全保證設計的失去頂軸油泵情況下安全停運，惰轉低速下存在推力瓦與推力盤油膜被破壞損傷瓦面的風險，確保主泵頂軸油泵的可靠運行就對主泵的安全有重要作用。

2.2 頂軸油泵供電設計的改進

在如失去廠外電源的某些特殊工況下，主泵停運同時頂軸油泵失電無法啟動，可能導致主泵推力瓦在低轉速下發生金屬接觸干摩擦導致損壞。為了保證主泵的運行安全，調試期間將主泵頂軸油泵的供電電源由LKA/LKB380V正常配電系統改接至LLI/LLC380V應急配電系統，而LLI/LLC由 6.6kV應急配電系統LHA供電。在失去主廠外電源后，仍可以由輔助廠外電源以及應急柴油機供電。

在下列條件下，6.6kV母線LGB/LGC由主電源自動切換到輔助電源：

1）保護啟動：發變組保護系統（GPA）送過來的信號啟動慢切（全停I）。

2）誤跳啟動：LGB/LGC母線電壓<70%延時1.2秒且LGA/LGD001JA在分閘位置。

3）失壓啟動：LGB/LGC母線電壓<70%延時5秒。

4）如果發生上述情況后電源切換不成功，LHA將由柴油機帶載，頂軸油泵最大失電時間為12.9秒。

主泵斷路器跳閘后從額定轉速惰轉到1000rpm的時間是7秒，12.9秒后大約降到770rpm。根據廠家說明以及實際斷電試驗，當轉速大于500rpm時，頂軸油泵開始向主泵供油，能夠保護主泵安全停運。

為了增加主泵頂軸油泵電源的多樣性，1號機組首次大修時，又對主泵頂軸油泵電源實施了變更。由原來的單一電源LLI/LLC（A系列380V應急配電系統），再增加一路來自其他機組的電源作為備用電源，通過快速自動切換開關，在主電源與備用電源之間實現快速切換，從而保證油泵在機組失電的情況下，更快速地恢復運行，保障供電。

方家山1、2號機LX7米安裝各三臺雙切電源箱，分別是1RCP911AR、1RCP921AR、1RCP931AR（1號機組），2RCP911AR、2RCP921AR、2RCP931AR（2號機組），其中1號機的三臺雙切箱安裝于L405房間，箱體為掛墻安裝。2號機的三臺雙切箱安裝于L445房間，箱體為掛墻安裝。endprint