巴基斯坦恰西瑪C1核電站汽機掛閘前EH油壓不正常分析

摘要：巴基斯坦恰西瑪C1核電站汽輪機采用的是上汽廠生產的HN310-54.5型機組，該機組在掛閘之前EH油壓最高只有9 MPa左右，掛閘后油壓正常。為了解決這一問題，通過查閱有關圖紙，分析可能造成此問題的原因，分別對EH油泵、高調油動機MOGA閥、主汽門油動機卸荷閥及電磁閥等的所有節(jié)流孔進行了逐一檢查，最終確定是主汽門油動機進油節(jié)流孔孔徑大于設計孔徑0.1 mm左右所致，更換符合設計值的節(jié)流孔后，EH油壓恢復了正常。

關鍵詞：EH油壓;節(jié)流孔;主汽門油動機

0 引言

EH油系統是汽輪機電液調節(jié)的基礎，EH油壓穩(wěn)定才能保證機組的安全運行。以上汽廠生產的某300 MW機組的EH油系統設計為例，EH油壓低于12.5 MPa時就會聯動第2臺EH油泵，EH油壓低于11 MPa時則會跳機。因此，我們只有查找出EH油系統油壓偏低的原因，才能保證機組能夠安全運行。

1 故障現象

巴基斯坦恰西瑪C1核電站在RFO12（第12次換料檢修）后，在啟動EH油泵而調速控制系統未掛閘的情況下，油壓不正常。泵電流在40 A左右屬于正常范圍，出口壓力通過調節(jié)最大只能達到12 MPa左右，EH油系統壓力為10 MPa，12 m層汽輪機前箱處的就地壓力只有9 MPa。觀察系統流量可知，EH油站流量計流量約為95 L/min，高于一般系統未掛閘情況下的流量，調換EH油泵后，此現象并未得到明顯改善。

2 原因分析

本次檢修中均未檢修2臺油泵，且故障發(fā)生時2臺油泵工作狀況相同，但通過調節(jié)EH油泵溢流閥進行升壓時，泵出口壓力最高只能調到12 MPa，流量也只有95 L/min，對比EH油泵性能曲線，這2臺泵出力有所不足，但不是造成EH油壓不正常的主要原因。

EH油站流量計流量一直為95 L/min左右，高于一般系統循環(huán)時的流量，據此可以推斷系統存在泄漏問題，而系統巡檢中未發(fā)現外漏，因此必然是系統內漏導致。系統未掛閘時產生內漏的主要原因可能有以下幾個：（1）各主汽門、調門卸荷閥存在泄漏;（2）各主汽門、調門油動機活塞桿存在泄漏;（3）EH油母管溢流閥工作異常;（4）調門MOGA閥存在泄漏。

3 處理方法

同時開啟2臺油泵進行試驗，2臺油泵的電流均為40 A左右，2臺泵的出口壓力均為13 MPa左右，EH油站系統壓力不到11 MPa，前箱處的就地壓力只有9.5 MPa。由此可以判斷EH油泵系統母管溢流閥限定壓力絕非12 MPa，可以暫時排除母管溢流閥工作不正常的可能。

輪流關閉主汽門和調門油動機進口截止門，觀察系統油壓和流量的變化情況，當關閉主汽門MSV1和MSV2油動機進油截止閥時，系統油壓和流量變化最明顯，當同時關閉主汽門MSV1和MSV2油動機進油截止閥時，EH油泵出口油壓恢復到14.2 MPa，系統壓力恢復到13 MPa。關閉其他的油動機和截止閥時，流量變化及壓力變化均不明顯，由此判定其他汽門、油動機就算有泄漏也非EH油壓不正常的主要原因。

主汽門、油動機整體有內漏，卸荷閥油路圖如圖1所示，不難發(fā)現可能造成該內漏的原因有兩個：（1）進油經過節(jié)流孔后，經過卸荷閥回到有壓回油油路;（2）進油經過節(jié)流孔后，經過油動機活塞桿泄漏至有壓回油油路。

首先，停泵檢查MSV2卸荷閥，因為在試驗過程中MSV2關閉截止閥后對系統的影響很明顯，拆卸MSV2卸荷閥后與備件對比，檢查卸油口及彈簧力，感覺并無明顯差異，且卸荷閥活塞閥芯干凈無異物、無卡澀。而油動機在本次大修中未解體，停機前油動機動作正常，由其引起這么嚴重的泄漏的可能性很小，因此推斷是卸荷閥動作造成壓力油路與回油路相通所致。造成這一現象的原因主要有：（1）卸荷閥壓力油閥芯密封不嚴密;（2）卸荷閥內壓力油密封活塞彈簧特性變化;（3）卸荷閥壓力油進油壓力過大。

分析圖1可知，閥芯上部彈簧力F及上部腔室油壓P2使得壓力油P1與回油斷路。此時：

同時，壓力油通過卸荷閥小孔與上部腔室及危機遮斷油路相通。由于系統未掛閘，主汽門的危機遮斷油路即AST油路電磁閥未帶電為通路，因此AST油壓未建立，上部腔室壓力P2=0，此時公式（1）變成P1S1F，即閥芯打開，然而彈簧力F=KS，即彈簧被壓縮得越大，則F越大，最終P1S1=F`（F`為經過壓縮后的彈簧力，而F為閥芯密封時的彈簧力）。因此，如果彈簧的特性系數K變化，則可能造成卸荷閥閥芯被壓縮得越多，造成進、回油路聯通的通流面積越大，泄漏越大，導致系統油壓無法上升。因此，更換新的卸荷閥備件進行試驗，而油泵出口壓力仍然為12 MPa左右，可見卸荷閥的彈簧彈力系數并未變化，即F未變化，根據公式S1為恒定值，則P1必然大于設計值。參考圖1可以發(fā)現，P1為P0（14 m層系統母管壓力，即前箱處的就地壓力）經過一個節(jié)流孔后所形成。解體檢查該節(jié)流孔為圓形節(jié)流孔，其材質為黃銅，其中MSV1有明顯缺損，MSV2基本正常，測量得MSV1節(jié)流孔孔徑為1.2～1.3 mm，MSV2節(jié)流孔孔徑為1.2 mm左右。經查圖紙可知，該節(jié)流孔設計孔徑為1.1 mm，而實際測量加工備件為0.1 mm。

對MSV1及MSV2油動機節(jié)流孔先后進行了更換并對比了相關參數，如表1、表2所示。

經過更換2個MSV油動機進油節(jié)流孔后，EH系統油壓恢復正常。

4 結語

針對本次該機組EH油壓在未掛閘狀態(tài)下的不正常現象，通過分析認為主要是由以下幾個方面造成的：（1）節(jié)流孔材質為黃銅，在長期運行中，高壓流體的沖刷使得孔徑變大，節(jié)流孔缺損造成通流面積變大。（2）檢修中雖然對EH油路進行了大流量沖洗，并對所有節(jié)流孔進行了清理檢查，但檢查標準模糊，一般僅對節(jié)流孔進行吹掃和疏通，對于其孔徑沒有相應的檢查規(guī)范。（3）EH油系統掛閘前壓力不正常，掛閘后壓力正常，一直以來沒有引起巴方人員過多的重視。為了保證機組能正常運行，今后不再發(fā)生類似問題，建議巴方人員定制不銹鋼節(jié)流孔，待下次檢修時予以更換。

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收稿日期：2020-07-07

作者簡介：徐凱（1986—），男，江蘇人，技師，工程師，研究方向：汽輪機調速系統。