浅析某百万千瓦三轴承主泵组装阶段的质量控制
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摘 要：核安全是核电的生命线，可靠的设备质量是保证核安全的重要基础。对于核电厂唯一的核一级泵设备的反应堆冷却剂泵（简称主泵），尤其要进行全方位、全过程的质量控制。本文对我国引进的某型1000MW核主泵中几类关键部件在装配试验阶段容易忽略的一些问题，结合工作经验进行原因分析，提出预防和治理措施，最终保证主泵在组装阶段的质量要求。
关键词：质量控制；焊接结构件；组合体部件；静压密封部件
中图分类号：F407 文献标识码： A
1 前言
主泵位于核岛一回路系统蒸汽发生器和反应堆容器之间的冷管段上，用于驱动冷却剂在反应堆冷却剂系统内循环流动，连续不断地把堆芯中产生的热量传递给蒸汽发生器二次侧给水。该型主泵用于我国M310改进型百万千瓦压水堆上，三条环路各设置一台主泵。主泵为立式、单级离心泵。反应堆冷却剂从泵壳底部的管嘴吸入，经泵轴下端的叶轮加压后，由泵壳出口管嘴径向排出。
2 主泵结构
主泵采用三段轴的连接结构，电机轴和泵轴通过中间可拆轴直接进行刚性连接。主泵主要由泵部分、电机部分和辅助系统组成。电机部分由上/下电机机架、定子、转子、空冷器、止逆机构等主要部件组成，部件组装完成后将整体参与电机总装及出厂检查验收；泵部分由上下电机支座、泵壳、密封室、密封组件、过流部件等部件组成，泵部件以3700多个单件的形式参与主泵总装和出厂检查验收；辅助系统由密封注入水系统、顶泄油系统、监测系统等组成。在主泵装配拆卸过程中，泵部件由于种类多、数量多、作业时间长等特点，经常会因为防护不当、操作不当、意外磕碰等，产生主泵部件质量缺陷。尤其是对包含隐蔽工程的焊接结构件、组合体部件、静压密封部件等泵部件更容易在装配试验过程产生质量问题，有必要给予高度关注，做好质量见证、巡视检查等质量监督工作，把好设备出厂前的质量关。
2.1 焊接结构件。主泵上下电机支座是该型主泵中为数不多的几个大型焊接结构件，是水泵和电机之间的连接部件，其主要由5大类11种不同规格的碳钢、不锈钢板/管材焊接而成。主泵上电机支座位于主泵电机下部，起到支撑和连接电机的作用，同时兼做双向推力轴承、油叶轮、油冷却器、顶泄油泵、轴承室油箱、接油盘、油箱管道等部件的载体。主泵下电机支座位于上电机支座与泵盖之间，起到电机与主泵泵体之间定位作用。利用电机支座筒壁焊接有两个下油箱，底部通过管道相连，两个油箱通过检修人孔隔开。
2.2 组合体部件。主泵部件中有很多不锈钢部件往往需要使用连接螺栓进行紧固形成组合体来实现各组件的功能。如，轴承导环与导叶、检修密封体与导叶、密封室与导叶等部件均通过螺栓连接。
2.3 静压密封部件。该型主泵有两处静压密封，即位于导叶体下部的检修密封和位于密封室盖内部的停机密封。它们由一个静止部件与一个移动部件组成，依靠两个部件配合面之间的紧密贴合来建立密封屏障，实现对流体介质的密封。检修密封由检修密封体与泵轴轴肩之间的双锥度端面实现对冷却剂的密封。其的静止部件为检修密封环，移动部件为泵轴，过流介质为轴封冷却水。正常运行状态，轴封冷却水可以顺利通过检修密封环与泵轴密封面之间的间隙；当机组需要检修且不需要将泵轴移出时，泵轴下降到检修密封法兰面上以密封一回路介质。停机密封仅用于主泵停机时的压紧密封，采用气动关闭。停机密封置于轴密封的第三级密封之上。如果发生轴密封损害或者严重的注入水故障，停机密封作为最后的屏障，将起到防止核反应堆主冷却剂泄漏的作用。它的静止部件为停机密封环，移动部件为移动环，过流介质为轴封冷却水。主泵运行期间，依靠压紧弹簧的预紧力将移动环推开，轴封冷却水可以自由通过停机密封。在核主泵的转子停转后，移动环在氮气的推动下向上移动，直至移动环上的O型圈与停机密封环压紧，实现密封主冷却剂的作用。
3 主泵部件质量缺陷原因分析
3.1焊接结构件。为了在有限的空间内实行尽可能多的功能，上下电机支座内部隔离出多个功能区域，这些区域中存在大量封闭、半封闭区域。给生产、检查、清洁都工作造成了较大困难，处理不当很容易导致润滑油箱泄漏、油管路堵塞、法兰管嘴错位等严重的质量问题。分析原因是：（1）对电机支座后续作业的影响程度认识不足。电机支座大量采用焊接，会产生一定的焊接变形、焊缝过高等现象。给油冷却器、顶泄油泵等部件的装配位置干涉、尺寸不匹配、法兰对中错位等困难。局部、反复多次、尝试性的渐进式返修处理往往会对总的返修量产生误判，进而忽视或降低检查标准。（2）装配过程中的清洁、防护不到位，造成返修残余物、外界异物进入电机支座内部，导致管道堵塞或影响油品质。
3.2 组合体部件。部分主泵组合部件均需要经过螺栓紧固来发挥作用，但一些潜在的因素会导致部件表面的紧固位置留下划痕、起毛、缺肉等挤压缺陷，对承压部件的表面质量、拆装可重复性、甚至是部件质量造成影响。分析原因是：（1）承压表面加工质量不高，存在刀痕粗糙、鳞刺现象、划伤、拉毛等情况。（2）配合表面未清理干净，存在高硬度异物颗粒。（3）紧固力矩设定或紧固过程操作不符合操作手册要求。（4）装配计划不合理，出现反复拆装情况。
4 焊接结构件
（1）做好焊接结构件阶段性产品交验工作。对电机支座生产阶段的质量文件检查和验收检查，确认质量计划、NCR、遗留项等都已经关闭，杜绝将缺陷带入后续生产工序。
（2）做好装配阶段的质量跟踪和监督工作。油冷却器就位时，底部易与电机支座基座发生干涉，管嘴易与轴承室油箱管嘴出现错位现象。返修前必须要有相应预案，处理后实施全面检查，防止撕裂、穿孔等隐患，保证结构强度不受影响。
（3）装配完毕后，对电机支座内腔室、油管路等部位进行全面的清洁和检查，防止异物进入。
结语
主泵组装过程是一个工序集中、工作量大、参与人员多、容易产生质量缺陷的作业过程，只要树立牢固的质量意识，始终将质量控制工作理念贯穿整个组装过程，保证组装过程中的产品质量。
参考文献
[1]舒梅，等.核电站主泵质量保证及核安全文化[J].东方电机，2006（02）.
[2]江惠，等.核主泵采购过程中极易出现的问题以及应对措施[J].中国电力教育，2011（15）.
[3]胡晓峰.立式大型水泵推力轴承磨损的分析与解决方法[J].中国电力，2004（11）.
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