核電設備冷卻水泵機械噪聲的質量控制策略

劉喜陽

中圖分類號：TM623 文獻標識：A 文章編號：1674-1145（2020）03-151-01

摘 要 本文針對核電設備冷卻水泵在進行運轉時，由于其轉子以及泵體等零部件發生震動而產生的噪音進行了深入的分析與探討，并且對于冷卻水泵的噪聲來源進行了詳細的分類，針對各個環節產生的噪音提出了相對應的質量控制策略。

關鍵詞 冷卻水泵 機械噪聲 質量控制

隨著我國的能源逐漸地走向清潔化、低碳化，核電建設迎來了新一輪的發展高潮。核電冷卻水泵為設備冷卻水在閉式的回路當中提供了流動的動力，是核電設備冷卻水系統中的重要組成部分。

核電冷卻水泵在實際的運轉過程當中會產生較大的噪音，其不僅會產生環境噪聲污染，還會將泵體的使用壽命及質量降低。冷卻水泵的噪聲主要由三個方面產生而來，電磁噪聲、空氣噪聲以及機械噪聲[1]。本文主要針對冷卻水泵振動而產生的機械噪聲進行詳細探討，并且對于其提出對應的質量控制策略。

一、泵體部件震動噪聲

（一）震動產生噪聲的原因

由于泵體內部部件的剛性較弱，汽濁現象較為容易發生，從而使震動導致噪聲的出現。

（二）質量監控策略

想要達到期望中的高效率、低汽濁的狀態，核電設備的冷卻水泵系統需要選用使用BB1的支撐結構來進行設備的支撐。這種結構從兩端對于設備進行支撐，相比于OH型號的水泵采用的單機懸臂支撐結構來說，轉子具有的剛性較大，運行也要比OH型號的穩定一些，而且其雙吸比轉速低，更容易達到希望的高效率、低汽濁的狀態。

冷卻泵內部的材料全部為鑄造材料，想要提升其內部材料的質量，就需要對于鑄造模型的檢驗、熔煉、造型等等過程全部按照鑄件采購技術條件進行實時與控制，以達到降低泵體內部震動噪聲的目的。

泵體泵蓋的在鑄造的過程當中需要注意的控制要點共有三點：1.采用數控方式加工模型及三坐標測繪儀，進行對于模型制造與理論設計符合性的控制。2.采用充分的分析以及澆包的控制，控制泵體泵蓋內部的化學成分。3.采用處理溫度與時間控制的方法，對于泵體泵蓋熱處理工藝進行控制。

葉輪在鑄造的過程當中需要注意的控制要點共有三點：1.采用熱處理后對于其力學性能進行檢驗的方式，對于葉輪的力學性能進行控制。2.采用模擬分析法優化工藝、采用發熱保溫冒口的方式提高冒口的補縮效果、采用AOD盧外經華聯技術避免殘渣等，用來控制葉輪鑄造的缺陷。3.采用充分的分析以及澆包的控制，控制葉輪內部的化學成分。

其他軸承部件的鑄造過程當中需要注意的控制要點共有三點：1.采用處理溫度與時間控制的方法，對于其他軸承部件熱處理工藝進行控制。2.采用熱處理后對于其力學性能進行檢驗的方式，對于其他軸承部件的力學性能進行控制。3.采用涉嫌與滲透等無損檢驗法，對于其他軸承部件的缺陷進行控制。

二、軸承震動噪聲

設備冷卻水泵需要采用滾動軸承，以達到無預潤滑啟動的目的。而離心泵由于功率的不同，通常會選擇不同的軸承，采用滾動軸承與滑動軸承較多。滾動軸承主要由滾珠、軸承內圈以及軸承外圈等組成。

（一）軸承產生振動噪聲的原因

首先，是由于軸承內圈與外圈的滾道質量問題導致的震動噪聲；其次，存在由于潤滑油的質量較差而導致軸承的震動噪聲；最后，有可能是在安裝過程中，安裝工藝的問題導致軸承的震動噪聲。

（二）質量控制方法及策略

1.為了降低當軸承與軸一起進行運轉的過程中，由于抽層內圈滾道或者外圈滾道存在凹坑或者波紋等情況引起的噪聲，需要相關的工作人員在材料進入廠區時，按照采購相關的條件對于材料進行數量質量等方面的詳細檢查，避免這種情況的出現[2]。

2.軸承的震動噪聲與潤滑油的質量息息相關。在潤滑油正常的粘度范圍之內，潤滑油的粘度增加其噪聲會相對減小，反之則增加。但是當潤滑油粘度過大時，軸承當中就會出現類似于攪拌的聲音；而當潤滑油的粘度過小時又會出現干摩擦的聲音，這樣不但會產生噪音還會對于軸承的品質造成傷害。這就需要相關質檢人員對于潤滑油進入實際使用之前對于潤滑油的品質進行嚴格的檢測。

3.在軸承的安裝過程中，如果安裝工藝出現問題且偏差較大時，就會出現較大的噪音，檢驗員應實時進行施工檢查，檢查其工藝是否達標，降低因安裝工藝問題而帶來的震動噪音。

三、轉子震動噪聲

（一）轉子震動產生噪聲的原因

主要是由于在轉子制造的過程當中殘留的質量不平衡，導致轉子在運轉時因為質量不平衡而導致的噪聲。

（二）質量控制策略

在轉子在制造的過程當中應進行動、靜平衡測試，以達到盡量消除由于質量不平衡而產生的影響。

通過平衡測試實驗，使得葉輪的靜平衡能夠達到G6.4級以上，動平衡達到G2.6以上，這樣質量的葉輪可以增加轉子運行的可靠性以及安全性能，可有效地解決由于轉子制作時質量不平衡而導致的噪聲。

四、結語

我國的核電事業正在快速發展，其中對于核電用泵的需求也在日益增加。大力增加對于核電設備冷卻水泵的研究，減少其運轉時產生的噪音，對于改善周圍環境的噪聲污染以及提高泵體的使用周期都具有較好的正向幫助，所以對于核電設備冷卻水系統的深入研究與發展是極其必要的課題。

參考文獻：

[1]李松，許余，湯華鵬，吳琳，穆克亮，張凱.某三代核電設備安全殼噴淋泵力學分析和試驗研究[J].核動力工程，2019，40（04）：183-188.

[2]楊強.基于知識圖譜的核電設備知識平臺建設[C].中國電機工程學會電力信息化專業委員會.數字中國 能源互聯——2018電力行業信息化年會論文集.中國電機工程學會電力信息化專業委員會：人民郵電出版社電信科學編輯部，2018：274-278.