1、前言
某核电站1、2号机组分别配置两台湘电长沙水泵厂生产制造的H.20LBSA-32.3型海水深井泵，机组功率运行期间一用一备，安装在冷却水泵厂房中。该海水深井泵输送的海水通过板式换热器与制冷系统冷却水进行热交换，从而冷却制冷系统冷却水【1】。同时，该泵组还为海水系统的旋转滤网提供反冲洗水。
由于该类型海水深井泵套筒联轴器的结构设计上存在不足，套筒联轴器未进行密封，海水中泥沙等固体颗粒物进入套筒联轴器与泵轴之间的间隙，对泵解体检修时，常常会出现套筒联轴器与泵轴卡涩，甚至卡死无法正常拆卸的现象，这给设备检修带来很大困难。针对这一问题，对套筒联轴器进行了改造。另外，由于套筒联轴器拆卸困难，研制了拆卸专用工具。
2、设备简介
该类型海水深井泵为立式长轴离心泵，水力部件材质为耐海水腐蚀的双相不锈钢，泵设计流量为1720m3/h，扬程为32.3m，转速为1000rpm，输送介质为海水，从上往下看,泵顺时针旋转。该海水深井泵如图一所示，主要由电机、联轴器、推力轴承、泵座、筒体、轴、套筒联轴器、橡胶导轴承、叶轮等部件组成，其工作原理是由电机通过联轴器带动泵轴和叶轮进行旋转，海水通过叶轮获取能量后，经导叶垂直向上流动，然后从出口排出。该泵组整体长约16米，泵轴采用分段设计，共有7根轴，每两根泵轴通过套筒联轴器进行连接；泵自身的重量和运行时的轴向力由推力轴承承载。
图一
3、原套筒联轴器的结构和存在的问题
3.1原套筒联轴器的结构
该海水深井泵原套筒联轴器结构如图二所示，泵轴通过位号2的键与位号3的套筒联轴器连接来传递扭矩，泵轴头通过位号4的两个分半的卡环进行连接，套筒联轴器底部通过位号5的两个分半止推卡环进行轴向定位，在套筒联轴器上部还设计有两个工艺螺栓孔，主要在套筒联轴器拆卸和安装时作为吊装孔使用。
3.2原套筒联轴器存在的问题
在某次大修期间，对该类型海水深井泵进行解体大修时，拆解到第1个套筒联轴器时出现了卡涩，然后开启质量缺陷报告对套筒联轴器进行切割破坏的方法拆除，在拆卸剩余的5个套筒联轴器时，仍无法正常拆卸。分析原因为套筒联轴器的结构设计问题，由于该海水深井泵传输的介质为海水，海水中含有大量的泥沙等固定颗粒物，这些泥沙通过套筒联轴器上部的两个M16工艺孔或套筒联轴器与泵轴配合的间隙进入到套筒联轴器内部，泵在长时间运行后，泥沙等固定颗粒物聚集在套筒联轴器与泵轴之间，从而使套筒联轴器与泵轴卡涩，无法正常进行拆卸。
图二
4、改造后的套筒联轴器
为了有效解决套筒联轴器拆卸难的问题，在原有结构设计的基础上进行了改造，主要目的就是阻止海水中泥沙等固体颗粒物进入套筒联轴器与泵轴之间，从而避免套筒联轴器与轴发生卡涩或者卡死现象。改造后的套筒联轴器具体结构如下图二所示，具体安装工艺如下：
1、为防止泥沙等固体颗粒物从套筒联轴器与泵轴的上部进入，在套筒联轴器上端面圆周上加工4个M10的螺栓孔，先将位号8的密封环和位号9的密封垫片套装在泵轴上，再将位号6的O型圈套装在轴上，在密封压环和套筒联轴器结合面涂抹威封硅酮免垫密封胶，再用4个位号7的内六角螺栓连接紧固密封压环和套筒联轴器，最后用样冲在螺栓和联轴器螺纹孔的齐缝位置冲两点进行放松处理【2】；
2、为防止泥沙等固体颗粒物从套筒联轴器与泵轴的下部进入，在安装位号5的两半止推卡环时，在两半止推卡环结合面、两半止推卡环和套筒联轴器的结合面均匀的涂抹威封硅酮免垫密封胶，然后将两半止推卡环安装到位后紧固两半止推卡环和套筒联轴器之间的连接螺栓；
3、在套筒联轴器与泵轴的上下密封完成后，用油枪分别从套筒联轴器上部的两个M16的工艺孔注入专用的俄供AMC-3防腐油脂，保证套筒联轴器与泵轴之间的间隙均充满油脂，该种不仅能防止零部件被海水腐蚀，便于维修时部件的拆卸；
4、为防止泥沙等固体颗粒物从套筒联轴器上部的两个工艺孔进入套筒联轴器与泵轴之间，用位号10两个M16的丝堵对套筒联轴器上部的两个工艺孔进行封堵，然后用样冲在丝堵和联轴器的齐缝位置冲两点进行防松处理。
通过这一系列的密封改造，泥沙等固体颗粒物很难再进入套筒联轴器与泵轴之间。为了进一步验证改造后套筒联轴器的可行性，对改造后的套筒联轴器进行水压试验。试验证明，改造后的套筒联轴器在0.4MPa压力下保压半小时无泄漏，0.4MPa远大于泵出口侧的压力，可以保证密封的可靠性。
5、套筒联轴器拆卸专用工具的研制与应用
套筒联轴器是该类型海水深井泵重要组成之一，原来套筒联轴器的拆卸方式是先拆卸套筒联轴器底部两半止推卡环，然后通过铜棒对称敲打套筒联轴器底部，使套筒联轴器慢慢往上，从而完成套筒联轴器的拆卸。如果套筒联轴器在拆卸过程中出现卡涩现象时，则很难再进行拆卸，只能通过加大力量敲打套筒联轴器底部或者切割破坏的方法进行拆卸，这样就很容易对套筒联轴器和泵轴造成损伤。
为进一步减轻套筒联轴器拆卸的难度，避免套筒联轴器和泵轴在拆卸过程中的损伤，特制研发了套筒联轴器拆卸专用工具，具体结构形式如下图三所示。
现套筒联轴器拆卸方法如下所示：拆卸套筒联轴器底部两半止推卡环和上部密封压盖，将两半套筒联轴器拆卸专用工具抱在套筒联轴器上，用螺栓将套筒联轴器底部与拆卸专用工具固定连接，两半的拆卸工具之间也用螺栓进行连接，然后使用两个千斤顶同步顶住专用工具两侧横梁，专用工具带动套筒联轴器向上升，泵轴由于下部的叶轮限位后不动，从而将套筒联轴器从泵轴上拆下。
图三
6、改造效果
现1、2号机组4台该类型海水深井泵套筒联轴器均已完成改造，改造后的套筒联轴器在拆卸时，未再发生卡死现象，套筒联轴器与泵轴之间未发现泥沙等固体颗粒物，设备检修效率得到了大大提高，节约检修工期约2天。另外，由于拆卸套筒联轴器不再发生卡涩和卡死现象，所以避免了套筒联轴器与泵轴在拆卸时造成的损伤，从而有效减少了备品备件的损耗，降低了维修成本。套筒联轴器拆卸专用工具的研制和应用，大大的提高了套筒联轴器拆卸的工作效率。
7、结论
该类型海水深井泵的套筒联轴器在改造后，有效解决了海水中泥沙等固体颗粒物进入套筒联轴器与泵轴之间，导致套筒联轴器与泵轴卡死的问题，为设备的安全稳定经济运行提供了保障。同时，这种套筒联轴器的改造方案和拆卸专用工具的应用为其他立式长轴泵的套筒联轴器设计和维修提供了方法和思路，具有很大的借鉴意义。
参考文献
[1]韩伟，支凤春，核电站1、2号机组海水深井泵国产化，中国核电，2012，03：257-262
[2]江苏核电有限公司，一种深井泵轴间套筒联轴器拆卸工具及其使用方法：中国，ZL 2017 1 1159492.9，2024-03-19