核电汽轮机主辅油泵切换时压力突降的探究
洪志辉 张林卓
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洪志辉 张林卓,. 核电汽轮机主辅油泵切换时压力突降的探究[J]. 核工业与技术,202212. DOI:10.12721/ccn.2022.16675.
摘要: 我国是能源消耗较大的一个国家,我国能源消费结构内化石燃料发电占据比例较大,基于人们生活水平的提升,公众对于大气环境污染方面加大了重视程度。我国提出了建设环境友好和绿色发展的社会,提出了清洁能源的战略方针,通过比较核电和其他能源来看,核电的优势良好,生产过程中零排放,基于此,加大核电发展力度是解决能源需求的关键所在。国家能源发展战略行动计划中明确提出,在确保安全的基础上开展核电项目建设作业,分析核电汽轮机运行期间主辅油泵切换过程中见的压力突降问题。
关键词: 核电汽轮机主油泵切换;压力突降;运行探究
DOI:10.12721/ccn.2022.16675
基金资助:

针对于核电项目汽轮机组润滑油系统来讲,主要是采取了主油泵和辅助油泵以及事故油泵油泵供油方式,达到汽轮机转子轴承润滑的目的。主油泵是容积式齿轮泵,一般布置在汽轮机前轴承箱内,汽轮机主油推动在机组达到相应转速以后,主油泵依靠自身的特征从主油箱内吸油,将润滑油提供给气温发电机组轴承。机组正常启动以后,辅助油泵工作为系统提供润滑油系统油压正常以后,辅助油泵停止运行,依靠主油泵给系统供油,在机组运行过程中汽轮机转速下降以后,辅助油泵自助开启。

1、运行环境分析
对于核电汽轮机来讲,是核电站常规岛中十分重要的一项设备,与其他类型的能源相比较来看,电能的优势特别高,燃料能量密度良好,负荷稳定是核电汽轮机中的基本特征,功率大,进汽参数低,对于轴承润滑油提出了十分严格的要求,当代润滑油系统一般是采取多轴驱动直接供油的方式。伴随着压力调节阀调整控制系统油压,具体运行过程中,齿轮泵是核心的电汽轮机主油泵,结构操作简单,在确保润滑有稳定的基础上也面临着主油泵切换产生的压力突降问题,对整个装置运行质量产生了不良的影响,本篇文章中全面分析了主辅油泵切换过程中压力突降原因,探究了产生突降的具体因素。
2、对于故障现象的分析和探究
在核电项目运行过程中,主辅系统发生转换压力突降问题,体现在系统机组转动过程中主油泵和辅助油泵切换发生了突降问题,当马上停止辅助油泵运行的话,必定会产生润滑油系统突降问题,从而导致问题加剧,甚至还会造成汽轮机强制停车现象。
3、仿真回路问题
面对于突降问题仿真分析应当应用仿真模拟软件,在具体运行过程中,主油泵输油经过停止回阀直接和辅助油泵汇合,整个处理阶段经过冷油器和双联滤油器,顺着滑动泵达到润滑的目的。有效的控制润滑油系统,实现系统压力调整和设计控制目标,仿真模拟系统产生的作用极高,能够动态性的模拟各个阶段的仿真情况。第一,仿真压力监测点,将压力调节阀、压力控制口当成监测点。第二,检测临界值。在汽轮机转速过程中,出现快速停机问题的概率是非常高的。通过仿真分析表明,当机组转速为1500r/min的情况下能够发挥出主油泵和辅助泵相互切换的效果,利用辅助油泵的延长停机控制处于相应范围内,控制润滑油系统的压力随着时间的变化产生的效果十分明显。
4、压力突降原因的形成
结合核电项目运行情况,动态性分析了主辅油泵压力突降现象的具体产生原因。按照已经投运的项目,辅助油泵是以交流离心泵为主。在压力全面增加的过程中输出的流量也会随之减少,且随着机组转速变化,汽油泵机的输出量有所改变。比如当机组转速达到了1500r/min时,主油泵的具体流量是182.2L/S,在该项阶段内,汽轮机启动运行效果明显,系统共有量变化的情况下,机组的转速也发生了改变,供油量基于油液压力升高,离心泵输出量降低以后,整个主油泵的输出量持续性上升,离心泵输出量减少的情况下,主输油泵的压力提高。两者流量超出规定值以后,压力的调节阀类似于旁路管理机制,不再具备一定的调节压力效果,系统的压力随着流量增加而有所改变。辅助油泵停止运行以后,机组系统不再提供流量,假如辅助油泵停机现象明显,将会引起肿流量突然下降,突降流量,占据整个系统的较大比例,压力突降现象十分明显,从实际情况看出,当汽轮机转速达到了1500r/min时,油压下降幅度能够控制机主承担的流量和油压特别高,达到该项转速以后,输油泵的输油量比较低,主油泵流量和钻机转速呈现出正比关系,整个机组达到了最大流量。在辅助油泵的输出流量和总流量比值发生改变,突发停机一般不会引起大面积的下降问题,辅助油泵延时停机,由于机组流量和输油量能力有限,流量梯度非常小,一般不会表现出明显的突降问题。短时间内停机以后,受到大压力突降影响,机组会及时上升,形成特殊性的压力脉冲,这是由于辅助油泵切断了流量供应,使压力续性下降,压力调节阀起到了调整调节的效果。经过总结分析以及仿真测试研究表明,主副泵停机造成的压压突降问题是不容忽视的,不过可以通过延伸辅助油泵机过程和处理时间的方式调整油压幅度,以此预防汽轮机无停机现象的发生。

5、改造与应用
在盘车油泵出口处加装三通用金属软管连接两只球阀和逆止阀,连接在辅助油泵的出口逆止阀后,通过调节盘车装置入口阀实现调节油压力的调整和盘车转速的控制。同时由自动化部人员配合修改盘车油泵启动和停止条件程序。机组启动前盘车油泵可以手动启动或停止,机组启动后转速4000以上,润滑油压力正常方可停止盘车油泵运行。在调节油管路系统加装两只35升蓄能器,增大油系统压力波动的抗冲击能力。第一,加大调压阀取压信号管的直径,增大瞬间供油量,有效提高调压阀动作的灵敏度,降低了对油泵切换过程中的油压波动量。第二,将主油泵逆止阀加装至主油泵出口前,离射油器距离较远的位置。

6、技术创新点
在进行了大量的数据分析和实验研究包括运行方式的研究改变后,结合具体使用情况对相关设备进行创新性改造。①改造彻底解决了主辅油泵切换的问题,明显提高设备运行的机动性和安全性。②调节油管路系统加装两只35升蓄能器,增大油系统压力波动的抗冲击能力,油压稳定,机组运行安全,工艺结构简单,投资少,操作简便易行,安全可靠。对系统实施改造后,当转速达到4000r/min时主油泵工作正常,油压基本稳定,调节油管路系统加装两只35升蓄能器,增大了油系统压力波动的抗冲击能力。主辅油泵切换时控制油压由0.77MPa降至0.74MPa,一次切换成功,有效的缩短了开机时间。停机后盘车冷却过程停止辅助油泵,只运行盘车油泵即可满足调节系统静态实验、轴承润滑、盘车要求,达到了预期的效果。
结语:

从以上论述来看,在工业化运行进程加快的背景下,核电项目随之拓展和延伸主辅油泵切换过程中压力突降问题受到了人们的广泛重视。文章中全面探究了影响因素,结合实际情况需要加大调整控制力度,提高油泵切换过程中汽轮机转速和延伸辅助停机时的突降度,预防对相关装置造成的影响,并且加大主油泵的检验力度,避免发生误差,提升主流泵质量,确保汽轮机安全运行。
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