國產汽動泵平衡盤司太立合金堆焊層裂紋原因分析及改進

劉 星

(福建福清核電有限公司，福建 福清 350300)

1 背景簡介

1.1 汽動泵功能

某百萬千瓦核電廠3號、4號機組輔助給水汽動泵為國內廠家首次自主設計研發，采用汽機與水泵一體化，共用同一根軸、一個殼體的設計形式，由汽輪機驅動泵體葉輪，為系統供水(見圖1)。軸承的潤滑水取自于泵第一級葉輪出口，經自潔式過濾器通過安裝在水室上的節流閥送到軸承，潤滑水通過水室回流管回到泵入口。泵的軸向力采用平衡盤+單向推力軸承(汽輪機側)的形式。

圖1 汽動泵結構簡圖Fig.1 Structure diagram of pneumatic pump

1.2 平衡盤工作原理及司太立合金介紹

平衡盤平衡系統是由徑向間隙和軸向間隙構成的。由于兩個間隙的存在而引起泄漏，使平衡盤兩側產生壓差，此壓差作用在平衡盤上形成平衡力，該平衡力與軸向力方向相反，以平衡葉輪上的軸向力如圖2所示。

圖2 汽動泵平衡盤示意圖Fig.2 Schematic diagram of balance plate of steam driven pumpP2為末級葉輪后腔室的壓力。P3為平衡盤前的壓力。P6為平衡盤后的壓力，且P2、P6一般是定值。

當泵在工作過程中，由于工況的變化，軸向力也會相應的變化。當軸向力大于平衡盤上的平衡力時，轉子向右移動，軸向間隙減小，相當于該間隙的阻力增加，泄漏量減小，則通過徑向間隙的泄漏量也相應減小，使ΔP1=P2-P3減小，也就是平衡盤前段的壓力P3增大了，則ΔP2=P3-P6增加，平衡力增加，待增加到與軸向力相等時，達到力平衡。但是由于慣性，移動的轉子系統不會立即停止，要靠慣性繼續移動稍許后才能停止，此時停止的位置已經超過了力平衡的位置，平衡盤系統又要向回運動。……