濕繞組電機(jī)主泵故障模式及運(yùn)行可靠性分析

國(guó)核示范電站有限責(zé)任公司 王炳舜 田源 李永康

本文基于CAP1400濕繞組電機(jī)主泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外火電廠廣泛使用的爐水循環(huán)泵的運(yùn)行故障案例，對(duì)CAP1400濕繞組電機(jī)主泵故障類型進(jìn)行了分析。并從設(shè)備制造工藝、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、維修方案等方面提出了提高濕繞組主泵運(yùn)行可靠性的措施。

濕繞組電機(jī)主泵；故障；可靠性

1 引言

反應(yīng)堆冷卻劑泵（以下簡(jiǎn)稱主泵）是壓水堆核電機(jī)組一回路系統(tǒng)重要的核一級(jí)設(shè)備，也是核電機(jī)組的“心臟”設(shè)備。實(shí)現(xiàn)主泵等第三代核電核心設(shè)備的自主化制造，從整體上提升我國(guó)核電裝備制造能力和技術(shù)水平，是實(shí)現(xiàn)第三代核電自主化和批量化發(fā)展的關(guān)鍵。目前第三代非能動(dòng)核電機(jī)組主泵有屏蔽主泵和濕繞組電機(jī)主泵兩種型式。首臺(tái)濕繞組電機(jī)泵自20世紀(jì)40年投入運(yùn)行，經(jīng)過(guò)不斷的研究和設(shè)計(jì)改進(jìn)，目前世界上已經(jīng)有不少公司具備設(shè)計(jì)制造濕繞組電機(jī)泵的能力，其中德國(guó)的KSB公司（Klein Schanzline& Becker）是最具代表性的廠家之一。由德國(guó)KSB公司和上海電氣合資成立的上海電氣凱士比核電泵閥有限公司(以下簡(jiǎn)稱:SEC-KSB)承擔(dān)CAP1400示范項(xiàng)目濕繞組電機(jī)主泵的自主化設(shè)計(jì)研發(fā)任務(wù)。

由于主泵是第三代非能動(dòng)核電機(jī)組唯一的核1級(jí)泵，對(duì)核電廠而言，其作用非常重要。而其工作條件又非?？量?，因此濕繞組主泵的運(yùn)行可靠性對(duì)電廠核安全以及安全穩(wěn)定運(yùn)行有著非常重要的意義。本文基于CAP1400濕繞組電機(jī)主泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外火電廠廣泛使用的爐水循環(huán)泵的故障案例，對(duì)CAP1400濕繞組電機(jī)主泵故障類型進(jìn)行分析，并對(duì)提高其運(yùn)行可靠性提出優(yōu)化措施。

2 濕繞組主泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

CAP1400堆型采用的是SECKSB研發(fā)的RUV870-650型泵組。這是一款全密封、無(wú)軸封、結(jié)構(gòu)緊湊的立式高慣量混流泵。CAP1400機(jī)組由兩個(gè)環(huán)路構(gòu)成，每個(gè)環(huán)路上設(shè)置有2臺(tái)主泵，泵殼的吸入管嘴直接焊接在蒸汽發(fā)生器底部下封頭上，泵體布置在上，電機(jī)在下，泵體和電機(jī)作為一個(gè)整體倒掛在蒸汽發(fā)生器底部。這種布置，可與蒸汽發(fā)生器共用一套支撐系統(tǒng)，同時(shí)省去了自蒸汽發(fā)生器到泵的過(guò)渡段，減小了環(huán)路壓降。濕繞組電機(jī)主泵各零部件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 濕繞組主泵零部件結(jié)構(gòu)圖

濕繞組電機(jī)主泵與傳統(tǒng)的軸封式主泵、屏蔽電機(jī)主泵相比具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

（1）濕繞組電機(jī)主泵泵殼、電機(jī)殼采用整體鍛造而成，可以避免焊接及在役檢查。整體鍛件結(jié)構(gòu)均勻，無(wú)缺陷風(fēng)險(xiǎn)，加工時(shí)間進(jìn)度可控；

（2）濕繞組電機(jī)主泵壓力邊界零部件（除泵殼、主螺栓和主螺母外）由馬氏體不銹鋼制成，與奧氏體不銹鋼相比在韌性、可延展性等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)；

（3）泵的葉輪和電機(jī)轉(zhuǎn)子作為一個(gè)整體，置于相互連通的密封壓力腔體內(nèi)，泵與電機(jī)結(jié)合成一個(gè)整體，電機(jī)在下泵在上，避免在電機(jī)內(nèi)部聚集氣體，減小氣體對(duì)繞組和水潤(rùn)滑軸承的危害；

（4）泵和電機(jī)之間采用無(wú)軸封結(jié)構(gòu)。淘汰了軸封結(jié)構(gòu)，也就避免了由于軸封失效所引發(fā)的一回路破口事故；

圖2 濕繞組電機(jī)泵故障類型概率圖

（5）泵體和電機(jī)雖被分割成兩個(gè)腔室，但兩個(gè)腔室中間沒(méi)有密封裝置，是等壓的。泵體內(nèi)的一回路高溫冷卻劑（284.3℃）與電機(jī)腔室的高壓冷卻水（65℃以下）在正常運(yùn)行工況下只有熱量的傳遞，沒(méi)有物質(zhì)的交換；

（6）電機(jī)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)推力盤上的輔助葉輪產(chǎn)生內(nèi)循環(huán)動(dòng)力，使電機(jī)腔室內(nèi)高壓冷卻水通過(guò)外置熱交換器進(jìn)行熱交換，保證電機(jī)冷卻水保持在65℃以下，當(dāng)電機(jī)停運(yùn)后，通過(guò)外置熱交換器的結(jié)構(gòu)布置使高壓冷卻水發(fā)生自然循環(huán)，繼續(xù)同外置熱交換器二次側(cè)發(fā)生熱交換，從而保證電機(jī)腔室的持續(xù)冷卻；

（7）濕繞組主泵轉(zhuǎn)子由三個(gè)徑向軸承和一個(gè)雙向推力軸承支撐，軸承均為水潤(rùn)滑軸承并由電機(jī)內(nèi)部冷卻回路進(jìn)行潤(rùn)滑及冷卻。所有大質(zhì)量部件（電機(jī)轉(zhuǎn)子、飛輪）兩端均由兩個(gè)徑向軸承支撐，從而保證良好的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)性能和較低的振動(dòng)值；

（8）濕繞組電機(jī)主泵飛輪是一個(gè)不銹鋼整體式鍛造圓柱體，內(nèi)嵌 2 圈共計(jì)48根高密度的鎢鋼棒，以提高飛輪的整體質(zhì)量。飛輪通過(guò)端面赫氏齒與泵軸和電機(jī)軸進(jìn)行連接。因此可以避免飛輪因開(kāi)中心孔而使強(qiáng)度下降，避免因?yàn)殒I傳遞扭矩所產(chǎn)生的應(yīng)力集中；

（9）主泵熱屏組件由泵側(cè)熱屏套和電機(jī)側(cè)熱屏板組成。通過(guò)泵側(cè)熱屏套獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將一回路高溫介質(zhì)引入飛輪腔室，將飛輪腔室的介質(zhì)溫度維持在220 ℃左右，從而減小了飛輪在介質(zhì)中的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦損耗；

（10）定子繞組采用特制的輻照交聯(lián)聚乙烯（絕緣等級(jí)為Y級(jí)，耐熱溫度90℃）絕緣保護(hù)包殼進(jìn)行封裝。繞組包殼采用多層設(shè)計(jì)，內(nèi)層為L(zhǎng)XPE絕緣包殼層，外層為PA保護(hù)包殼層，外層包殼材料充分考慮了在運(yùn)行溫度、壓力條件下的耐壓、耐高溫、耐沖涮、耐化學(xué)腐蝕等性能。

3 濕繞組主泵運(yùn)行故障及分析

濕繞組電機(jī)主泵被應(yīng)用于壓水堆核電主泵尚屬首次，并無(wú)實(shí)際運(yùn)行先例。而與之結(jié)構(gòu)相似的爐水循環(huán)泵則被廣泛應(yīng)用于30～120萬(wàn)千瓦大型火力發(fā)電機(jī)組鍋爐中，具有非常豐富的運(yùn)行故障案例。國(guó)內(nèi)某電機(jī)檢修公司在維修了300多臺(tái)爐水循環(huán)泵后，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析得出濕繞組電機(jī)泵的故障發(fā)生概率[1]如下圖2所示。由圖2統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，濕繞組電機(jī)泵發(fā)生電機(jī)絕緣故障的概率為65%，導(dǎo)軸承故障為46%，推力軸承故障為32%，轉(zhuǎn)子故障為8%，電機(jī)內(nèi)流道堵塞故障為4%，安裝操作不當(dāng)所造成的故障為4%，斷面密封泄漏故障為3%，電纜貫穿件密封泄漏故障為2%，葉輪和導(dǎo)葉故障為2%。其中電氣故障是所有故障現(xiàn)象的主要表現(xiàn)形態(tài)，造成電機(jī)絕緣故障的的因素統(tǒng)計(jì)如下圖3所示，其中端部繞組擊穿發(fā)生概率為48%，槽內(nèi)繞組擊穿發(fā)生概率為21%，接頭密封失效發(fā)生概率為15%，導(dǎo)電頭密封失效發(fā)生概率為7%，機(jī)械原因造成繞組損傷發(fā)生概率為4%，繞組高溫水燙傷發(fā)生概率為3%，電纜破損發(fā)生概率為2%。

從以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，與濕繞組電機(jī)主泵結(jié)構(gòu)類似的爐水循環(huán)泵的故障大體可分為電氣故障和機(jī)械故障兩大類。而其中電機(jī)絕緣故障和推力軸承故障是影響爐水循環(huán)泵安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要的故障形式。由于濕繞組電機(jī)主泵和爐水循環(huán)泵設(shè)備結(jié)構(gòu)極為相似，工作原理相同，因此，筆者認(rèn)為，其運(yùn)行薄弱環(huán)節(jié)和故障模式具有極大的參考意義和價(jià)值。以下就對(duì)CAP1400濕繞組電機(jī)主泵故障模式進(jìn)行分析。

3.1 電氣故障

電氣故障是所有故障現(xiàn)象的主要形態(tài)，結(jié)合電氣故障的現(xiàn)象和主要產(chǎn)生原因統(tǒng)計(jì)分析如表1所示。

3.2 機(jī)械故障

圖3 濕繞組電機(jī)泵電氣故障類型發(fā)生概率圖

（1）推力軸承故障

與其他類型主泵不同，濕繞組電機(jī)主泵采用水潤(rùn)滑推力軸承，水作為其潤(rùn)滑介質(zhì)，其粘度僅為常規(guī)油潤(rùn)滑介質(zhì)的1/20～1/40，在相同載荷和結(jié)構(gòu)參數(shù)條件下，其承載水膜厚度僅為油膜厚度的1/3～1/5，這就要求濕繞組電機(jī)主泵推力軸承本身必須具備更高的承載能力和耐磨損性能。除此之外，還有一些原因會(huì)導(dǎo)致其非正常損壞，主要包括：①高壓冷卻水水質(zhì)差，電機(jī)腔內(nèi)有金屬顆?；螂s質(zhì)破壞了水膜的完整性，從而引起軸承磨損；②電機(jī)內(nèi)循環(huán)水不暢，缺水運(yùn)行等。

表1 濕繞組電機(jī)電氣故障現(xiàn)象及原因

（2）導(dǎo)軸承故障

濕繞組電機(jī)主泵導(dǎo)軸承為水潤(rùn)滑軸承，軸承襯套為高硬度鉻鋼合金，軸承套材料為碳纖維增強(qiáng)碳，不使用有機(jī)和塑料鑲嵌處理，具有良好的強(qiáng)度和耐高溫性能。但長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)子部件質(zhì)量缺失，或異物雜質(zhì)附著在轉(zhuǎn)子表面造成轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不良，從而引起主泵振動(dòng)增加，將會(huì)加劇對(duì)導(dǎo)軸承的磨損甚至損壞，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生電機(jī)定轉(zhuǎn)子掃膛問(wèn)題。另外，軸承潤(rùn)滑冷卻水的質(zhì)量也將直接影響到導(dǎo)軸承的可靠運(yùn)行，如果軸承潤(rùn)滑冷卻水中含有硬質(zhì)顆粒雜質(zhì)，一旦進(jìn)入軸承潤(rùn)滑表面將破壞軸承潤(rùn)滑水膜，劃傷軸承表面從而損壞軸承。因此，在主泵正常運(yùn)行時(shí)必須加強(qiáng)對(duì)高壓冷卻水質(zhì)、溫度，以及轉(zhuǎn)子振動(dòng)等參數(shù)的監(jiān)測(cè)。

（3）轉(zhuǎn)子故障

濕繞組主泵轉(zhuǎn)子采用分段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)Hitrh齒進(jìn)行連接，要實(shí)現(xiàn)同整體式轉(zhuǎn)子同樣的剛度，必須在主泵裝配過(guò)程中嚴(yán)格按照Hirth齒聯(lián)軸器緊固超級(jí)螺栓力矩要求對(duì)Hirth齒聯(lián)軸器進(jìn)行緊固，防止轉(zhuǎn)子剛度下降。另外，由于電機(jī)腔室高壓冷卻水溫度大約為45℃，飛輪腔室介質(zhì)溫度為240℃左右，電機(jī)側(cè)Hirth齒連接環(huán)不但要傳遞轉(zhuǎn)子扭矩，還因?yàn)橛袦囟忍荻榷嬖跓釕?yīng)力，長(zhǎng)期運(yùn)行將會(huì)產(chǎn)生熱裂紋。因此，在濕繞組電機(jī)主泵預(yù)防性檢修過(guò)程中，必須將電機(jī)側(cè)Hitrh齒連接環(huán)部件作為無(wú)損檢測(cè)的重要內(nèi)容，防止熱裂紋不斷擴(kuò)大造成轉(zhuǎn)子強(qiáng)度下降。

（4）端面密封滲漏

濕繞組主泵主法蘭采用兩道金屬石墨纏繞墊進(jìn)行密封，其他端面靜密封以及電氣貫穿件均采用兩道三元乙丙橡膠“O”型圈進(jìn)行密封。如果端面密封緊固失效，或者密封件長(zhǎng)期使用發(fā)生老化及壓縮塑性變形，都會(huì)導(dǎo)致端面密封失效而泄漏。由于主泵電機(jī)腔室也與一回路相通，電機(jī)腔室作為一回路壓力邊界的一部分，如果發(fā)生端面密封泄漏，不但會(huì)發(fā)生一回路破口事故，還會(huì)由于泄漏而失壓，一回路高溫介質(zhì)將會(huì)進(jìn)入電機(jī)腔室，進(jìn)一步造成電機(jī)繞組高溫燙傷而損壞電機(jī)。

因此，在進(jìn)行預(yù)防性檢修時(shí)，必須加強(qiáng)對(duì)電機(jī)密封端面的檢查。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，端面上有月牙形水銹斑痕，應(yīng)可判定為有微滲漏現(xiàn)象發(fā)生。一旦打開(kāi)端面密封，必須更換端面密封件，避免重復(fù)使用。

（5）葉輪及擴(kuò)散器故障

表2 濕繞組電機(jī)冷卻水水質(zhì)要求標(biāo)準(zhǔn)

由于CAP1400主泵葉輪和吸入適配器（葉輪入口口環(huán)）之間的間隙只能通過(guò)控制泵殼與主泵可拆卸部件之間的相對(duì)位置進(jìn)行調(diào)整。因此在主泵安裝過(guò)程中，必須按照相關(guān)尺寸要求嚴(yán)格控制主泵可拆卸部件安裝到泵殼上的相對(duì)位置，防止發(fā)生葉輪與口環(huán)發(fā)生偏磨，甚至是卡澀故障。

4 提高濕繞組主泵可靠性的措施

綜合以上對(duì)CAP1400濕繞組電機(jī)主泵故障模式的分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)外火電廠廣泛采用的提高爐水循環(huán)泵可靠性的措施、CAP1400堆型的特殊要求以及設(shè)備供應(yīng)商設(shè)計(jì)、制造工藝水平，特從以下幾方面提出提高濕繞組主泵運(yùn)行可靠性的措施。

4.1 優(yōu)化繞組絕緣工藝，提高繞組絕緣可靠性和使用壽命析

從濕繞組電機(jī)定子繞組絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可見(jiàn)，定子繞組的匝間絕緣、相間絕緣和對(duì)地絕緣均由濕繞組線本身的絕緣層承擔(dān)。電機(jī)的可靠性和使用壽命主要取決于絕緣技術(shù)。濕繞組電機(jī)絕緣技術(shù)的關(guān)鍵是：濕繞組線的選擇和性能、電氣貫穿件的密封絕緣結(jié)構(gòu)、中性點(diǎn)接頭密封絕緣結(jié)構(gòu)、繞組端部固定方式以及絕緣層制造工藝。從圖2分析可以發(fā)現(xiàn)，造成濕繞組電機(jī)電氣絕緣故障的主要因素可以分為內(nèi)因和外因兩方面。

內(nèi)因主要是指繞組本身的絕緣性能?？梢酝ㄟ^(guò)優(yōu)化繞組加工工藝來(lái)提高繞組絕緣材料本身的質(zhì)量。由于濕繞組電機(jī)繞組采用輻照交聯(lián)聚乙烯絕緣層+尼龍護(hù)套組成。聚乙烯經(jīng)輻照后其分子結(jié)構(gòu)從直線鏈狀變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而大大提高了聚乙烯的耐熱性和機(jī)械性能，具有良好的耐磨性和耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性。交聯(lián)聚乙烯材料的可靠性和使用壽命主要取決于原材料、交聯(lián)度、交聯(lián)均勻性及擠塑工藝，因此，在絕緣材料的加工制造過(guò)程中，需嚴(yán)格控制加工工藝，提高交聯(lián)聚乙烯材料的偏心度、純凈度及絕緣層內(nèi)的微小雜質(zhì)和微氣孔等缺陷率。

從外因上看，由于電機(jī)繞組的制造安裝工序絕大部分都需要手工操作，因此人員操作工藝水平和質(zhì)量控制手段將與繞組整體絕緣性能的可靠性和耐久性產(chǎn)生直接的影響。因此，提高繞組絕緣可靠性和使用壽命，需要從以下幾個(gè)方面入手：

（1）由于繞組為非整體結(jié)構(gòu)件，其中中性點(diǎn)接頭、Y并接頭絕緣主要依靠工人手工焊接和絕緣綁扎，因此，必須規(guī)范定子繞組接頭的絕緣纏繞工藝，加強(qiáng)繞組接頭的絕緣纏繞質(zhì)量控制，適當(dāng)增加絕緣材料的纏繞層數(shù)和絕緣介質(zhì)的厚度。提高接頭的密封性能，保證在介質(zhì)高壓沖刷下絕緣電阻不下降；

（2）改進(jìn)線圈的固定綁扎方式，提高繞組端部的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，防止在正常運(yùn)行時(shí)由于電動(dòng)力和水流沖擊的作用引起繞組振動(dòng)磨損，從而影響電機(jī)絕緣壽命；

（3）改進(jìn)電機(jī)穿線方法，避免繞組線在穿制的過(guò)程中受損；

（4）控制安裝、檢修質(zhì)量，規(guī)范運(yùn)行程序，防止一回路高溫介質(zhì)進(jìn)入電機(jī)腔室而造成繞組絕緣層燙傷。

4.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)軸承冷卻水凈化系統(tǒng)

CAP1400主泵高壓冷卻回路是一個(gè)獨(dú)立的閉式循環(huán)系統(tǒng)，設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中不可避免會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)件沖刷腐蝕以及零部件的磨損。又因?yàn)殡姍C(jī)定子鐵芯長(zhǎng)期浸泡在高壓冷卻水介質(zhì)中，不可避免會(huì)產(chǎn)生銹蝕。另外，從一回路設(shè)備設(shè)置來(lái)看，主泵倒掛在蒸汽發(fā)生器的底部，主泵電機(jī)腔室標(biāo)高較一回路管路要低，且電機(jī)腔室介質(zhì)并不參與一回路介質(zhì)循環(huán)，在系統(tǒng)停運(yùn)情況下，存在一回路冷卻劑雜質(zhì)的“沉積效應(yīng)”。一回路中的雜質(zhì)將會(huì)通過(guò)蒸汽發(fā)生器底部、主泵入口，順著飛輪與熱屏套之間的間隙不斷匯集到電機(jī)腔室底部。而電機(jī)高壓冷卻回路本身沒(méi)有過(guò)濾裝置，長(zhǎng)此以往，高壓冷卻回路中的雜質(zhì)將會(huì)加劇軸承的磨損，堵塞高壓冷卻水流道，造成流阻增大，從而影響電機(jī)和軸承的冷卻效果。因此，電機(jī)高壓冷卻水水質(zhì)是影響濕繞組電機(jī)主泵安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要影響因素，因此有必要采取以下措施：

在高壓冷卻回路上設(shè)計(jì)并安裝過(guò)濾裝置，同時(shí)合理設(shè)計(jì)過(guò)濾器過(guò)流面積和過(guò)濾精度，確保不會(huì)出現(xiàn)因過(guò)濾器過(guò)流面積過(guò)小或過(guò)濾精度太高而引起的循環(huán)水路的堵塞或系統(tǒng)阻力增加。

為防止雜質(zhì)在電機(jī)腔室的長(zhǎng)期聚集，導(dǎo)致電機(jī)冷卻水水質(zhì)持續(xù)惡化，有必要定期對(duì)主泵電機(jī)腔室進(jìn)行沖洗凈化，通過(guò)主泵底部的充水管線和電機(jī)頂部的疏水排氣管線建立電機(jī)腔室循環(huán)沖洗回路對(duì)電機(jī)腔室進(jìn)行反復(fù)沖洗，同時(shí)制定電機(jī)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并將水質(zhì)化驗(yàn)是否合格作為能否啟泵的前提條件，只有確認(rèn)其水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，才能啟動(dòng)主泵。

由于濕繞組主泵電機(jī)鐵芯是由硅鋼片疊裝而成，硅鋼片中Fe含量高。由于濕繞組電機(jī)鐵芯長(zhǎng)期浸泡在水中，生銹是不可避免的。為防止電機(jī)鐵芯生銹，在機(jī)組停運(yùn)期間需向電機(jī)冷卻水中添加LiOH（pH=9.5～10.5）作為腐蝕抑制劑對(duì)濕繞組電機(jī)進(jìn)行濕保養(yǎng)，防止Fe析氫腐蝕的發(fā)生。在機(jī)組運(yùn)行期間，通過(guò)控制電機(jī)冷卻水中氧含量的濃度（〈100ppb），盡可能低的減少Fe吸氧腐蝕的發(fā)生。表2為濕繞組電機(jī)冷卻水水質(zhì)要求標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 通過(guò)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)開(kāi)展預(yù)測(cè)性維修

KSB公司曾對(duì)1000多臺(tái)爐水泵實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行追蹤調(diào)查，調(diào)查結(jié)果表明：如運(yùn)行上無(wú)誤操作，則10年后電機(jī)繞組完好率達(dá)96%，20年后仍有76%的完好率[5]。由于CAP1400濕繞組電機(jī)主泵無(wú)論是電機(jī)功率，還是設(shè)備整體尺寸都屬世界首例，沒(méi)有任何運(yùn)行業(yè)績(jī)可供參考，為保證運(yùn)行可靠性，根據(jù)目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)濕繞組電機(jī)泵電機(jī)繞組的使用壽命大概為7～10年[2]。從保守決策的角度出發(fā)，需在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段開(kāi)展CAP1400濕繞組主泵的維修準(zhǔn)備工作，從維修工作的可實(shí)施性、維修技能的培訓(xùn)、維修場(chǎng)地的規(guī)劃設(shè)計(jì)、維修備品備件和專用工器具的梳理等方面，針對(duì)設(shè)備在正常運(yùn)行期間可能出現(xiàn)的故障模式，準(zhǔn)備相應(yīng)的檢修方案。同時(shí)，在設(shè)備運(yùn)行期間，開(kāi)展以設(shè)備可靠性為中心的設(shè)備健康管理，通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)建立設(shè)備運(yùn)行檔案，并定期開(kāi)展設(shè)備健康評(píng)估和趨勢(shì)分析，根據(jù)分析結(jié)果制定維修方案，從而提高濕繞組電機(jī)主泵運(yùn)行可靠性，并減低維修成本。

4.4 其他措施

每次主泵停運(yùn)再啟動(dòng)前必須測(cè)量濕繞組電機(jī)定子繞組絕緣參數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電機(jī)定子繞組絕緣〈200MΩ時(shí)，應(yīng)采取有效措施進(jìn)行處理，防止電機(jī)啟動(dòng)時(shí)損壞繞組。在向電機(jī)腔室充水時(shí)，必須由電機(jī)下部向電機(jī)腔室緩慢充水，充水流量控制在1.607～1.118 m3/h，防止充水速率過(guò)快，導(dǎo)致腔室排氣不暢。

5 結(jié)語(yǔ)

CAP1400濕繞組電機(jī)主泵無(wú)論是電機(jī)功率，還是設(shè)備整體尺寸都屬世界首例，沒(méi)有任何運(yùn)行業(yè)績(jī)可供參考。通過(guò)對(duì)CAP1400濕繞組電機(jī)主泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的闡述，以及國(guó)內(nèi)外火電廠廣泛使用的爐水循環(huán)泵故障模式的類比，對(duì)CAP1400濕繞組電機(jī)主泵故障進(jìn)行分析。分析認(rèn)為：CAP1400濕繞組電機(jī)主泵的故障模式大體可分為電氣故障和機(jī)械故障兩大類，而其中電機(jī)絕緣故障和推力軸承故障是影響濕繞組泵安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素。基于此，從設(shè)備制造工藝、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和維修等方面提出了提高CAP1400濕繞組主泵運(yùn)行可靠性的措施。以期在CAP1400濕繞組電機(jī)主泵在設(shè)計(jì)研發(fā)、調(diào)試試驗(yàn)、生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中采取有效措施，保證設(shè)備投運(yùn)以后的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1] 張嘉,鄧玉榮.爐水泵的故障分析及日常運(yùn)行維護(hù)[J].能源與節(jié)能,2011,71（8）

[2] 劉洋等.提高爐水循環(huán)泵濕繞組電動(dòng)機(jī)的絕緣可靠性[J].上海大中型電機(jī),2007,No.2

[3] 李天斌等.三代核電CAP1400/AP1000濕繞組型反應(yīng)堆冷卻劑泵的技術(shù)特點(diǎn)[J].GM電力通用機(jī)械,2014,No.4（72）

[4] 鄭毅，周佺. 電廠爐水泵電機(jī)的維護(hù)[J].科技與向?qū)?2012,No.29（367）

[5] 張東林等. 爐水循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)絕緣[C].第九屆全國(guó)絕緣材料與絕緣技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集,2015.11