基于主元分析的核电站主冷却剂泵故障诊断_冯俊婷
第37卷第5期原子能科学技术Vol.37,No.5
2003年9月
Atomic Energy Science and Technology
Sep.2003
基于主元分析的核电站主冷却剂泵故障诊断
冯俊婷1
,王桂增2
,徐
1
(1 中国原子能科学研究院快堆工程部,北京 102413;
2 清华大学自动化系,北京 100084)
摘要:研究了基于主元分析的故障诊断方法,在对某核电厂主冷却剂泵的故障诊断仿真实验中,建立了15个测量参数异常情况的故障特征方向库。通过对实测数据进行分析,证明此方法用于核电站的主冷却剂泵的故障诊断是可行的。
关键词:主元分析(PCA);故障诊断;主冷却剂泵;核电站中图分类号:TL316
文献标识码:A 文章编号:1000 6931(2003)05 0395 05
Fault Diagnosis of Main C oolant Pump in the Nuclear Power Station Based on the Principal Component Analysis
FE NG Jun ting 1,WANG Gui zeng 2,XU Mi 1
(1 Department of China Exp e riment Fast Reactor ,China I nstitute o f Atomic Energy ,Bei j ing 102413,China;
2 Department o f Automation,Tsinghua University ,Beijin g 100084,China)
Abstract:The fault diagnosis method based on principal component analysis is studied.The fault charac ter direc tion storeroom of fifteen parameters abnormity is built in the simulation for the main coolant pump of nuclear power station.The measuring data are analyzed,and the results sho w tha t
it is feasible for the fault diagnosis system of main coolant pump in the nuclear power station.Key words:principal component analysis;fault dia gnosis;main c oolant pump;nuclear power sta tion
收稿日期:2002 09 04;修回日期:2002 11 20
作者简介:冯俊婷(1963 ),女,高级工程师,博士,核科学与工程专业,现通讯地址:清华大学核能技术设计研究院(100084)
核电站的安全问题一直是倍受瞩目的焦点。故障诊断技术在核电站中受到高度重视,它已成为故障诊断领域取得成功的范例之一。
在核电站过程控制中,需测量很多过程变量,用以对过程进行监测和控制。同一过程中的不同变量间往往互相关联变量间不是互相独
立的。大量的过程变量给操作人员及时做出正确判断带来困难,如能将很多相关的过程变量压缩为少数独立的变量,操作人员则可从少数几个独立变量的变化中较易找出引起过程异常的真正原因。主元分析PCA 是将多个相关变量转化为少数几个相互独立的变量的一种有效
的分析方法,它采用多元投影方法,将过程数据从高维数据空间投影到低维特征空间,所得到的特征变量保留了原始数据的特征信息,摒弃了冗余信息,是一种高维数据分析的有效手段[4]。本工作采用该方法对测量数据进行分析,用以对核电站主冷却剂泵进行故障诊断。
1 多方向主元分析法
1 1 主元分析
PC A是一种数据压缩和信息抽取的多元统计分析技术,通过构造1组新的潜隐变量来降低原始数据空间的维数,再从新的映射空间抽取主要变化信息,提取统计特征向量,反映原始数据空间的数据特性。主元分析法成功解决了原始数据空间维数过大、变量间相关严重、干扰未知和信噪比低等问题。
设数据矩阵X(m,n),即m个历史正常数据样本,n维原始过程变量。为避免过程变量不同量纲对结果的影响和数学上处理的需要,需对建模数据进行量化处理,即将每个变量的均值减去后除以它的标准差。假设X R n m 为收集到的过程正常运行数据,先将X做如下标准化:
X=[X-(1 1 1)T m]
diag 1
s1
,
1
s2
, ,
1
s m(1)
其中:m=[m1 m2 m m]为变量X的均值;s1,s2, ,s m为变量的标准差。
对 X进行主元分析可以得到下式[1]:
X=t1p T1+t2p T2+ +t m p T m(2)式中:t i R n为得分向量;p i R m为负荷向量,i=1,2, ,m。
X的得分向量也叫做X的主元。各个得分向量之间是正交的,即对任何i和j,当i j 时,满足t T i t j=0。各个负荷向量之间也是互相正交的,同时每个负荷向量的长度都为1,即:
p T i p j=0 i j(3)
p T i p j=1 i=j(4) 若可用前k(k X=t1p T1+t2p T2+ +t k p T k+E=X^+E (5)式中:X^=t1p T1+t2p T2+ +t k p T k;E为忽略其它几个小主元而引起的误差,通常,E主要为测量噪声。 这个主元模型在i时刻的平方预测误差(SPE,squared prediction error)可写为: SPE= m j=1(x ij-x^i j)2(6)其中:x ij为i时刻第j个变量的测量值;x^ij为i 时刻第j个变量正常情况下的主元模型预测值。 1 2 基于主元分析的故障诊断法 基于主元分析的故障诊断方法的本质是利用PCA来减少数据维数,并建立一低维的数据模型,使得过程监测可在低维空间内进行。从过程正常运行数据中计算出过程正常运行的界限,通过观测模型的SPE和PC A的负荷向量,可以检测并诊断故障[3]。 由于过程变量的相关关系,一特定的故障往往会使过程测量值沿着特定的轨迹变化。对过程故障数据进行主元分析可找到不同的故障特征。过程数据的第1个负荷向量可用来表示故障在测量空间的方向,称为故障的特征方向。通过对不同故障数据进行主元分析,可得到不同故障的特征方向[1]。 假设对m个故障过程变量采集了n个数据,对所测量得到的故障数据X s做与式(1)相同的处理,得: X s=[X-(1 1 1)T m] diag 1 s1 , 1 s2 , , 1 s m(7)其中:m=[m1,m2, ,m m]为正常运行数据的均值;s1,s2, ,s m为正常运行数据的标准差。 通过对故障数据进行主元分析,提取它们的特征方向,用得到的第1个负荷向量来表示故障在测量空间的方向。通过对不同的故障数据进行主元分析,可将这些故障的特征方向放入一矩阵,从而构成一故障特征方向库: F=[D1 D2 D i D r](8)其中:D i为第i个故障的特征方向(i=1,2, , r),r为故障个数。 同样用主元分析来处理当前被监测的过程测量数据。第1个负荷向量可用来代表当前数据的方向,并用M D来表示,那么,它与第i个故障的特征方向的接近程度可用M T D D i来度量。M T D D i实际上是M D与D i间角度的余弦。 396原子能科学技术 第37卷 当M T D D i非常接近于1时,M D的方向与D i的方向非常接近。当M T D D i非常接近于0时,M D 与D i几乎垂直。故障诊断可通过将一系列当前数据方向与故障方向库中的特征方向相比较来实现。与当前数据方向非常接近的故障特征方向所代表的故障很可能就是目前过程中的故障。 2 主元分析在主冷却剂泵故障诊断中 的应用 2 1 主冷却剂泵的工况 某核电厂反应堆冷却剂泵是由空气冷却的三相感应式电动机驱动的立式、单级、轴密封机组。整机是1台立式组件,由电动机、密封组件和水力部件组成。反应堆冷却剂由1台装在转子轴底部的叶轮泵输送。冷却剂通过泵壳底部吸入,向上流过叶轮,通过扩散器和壳体侧面的一出口接管排出。 串联布置的三级轴封控制着沿反应堆冷却剂泵轴的泄漏,由化学和容积系统供应的密封水注入泵内,以防止反应堆冷却剂沿轴向上流动,且冷却轴封和泵轴承。在密封水注入失效情况下,隔热屏可保证冷却剂流到密封的反应堆堆芯内。反应堆冷却剂泵的功能特性如下。 1)泵:设计压力17 23MPa;设计温度343 ;名义流量23790m3/h;名义流量下的压头97 2m水柱;轴吸收的功率冷水运行时为8042kW,热水运行时为5932kW;吸入压力155MPa;吸入温度293 ;最低入口压力24MPa。 2)电动机:电动机电压6600V;额定功率6500kW;吸收功率冷却运行时为8685kW,热水运行时为6490kW;同步转速1500r/m。 3)电动机泵机组:总的惯性矩为3800kg m2;飞轮惯性矩为2505kg m2。 为防止反应堆冷却剂泵误动作,对23个参数进行连续监测,23个测量参数包括轴承和电机定子绕组温度,泵的振动和轴的偏心率,润滑油压力和液位,密封系统的运行等。 2 2 主元分析在主冷却剂泵故障诊断中的应 用 从23个测量参数中挑选15个参数进行连续监测。所选15个参数列于表1。 表1 测量参数 Table1 M easuring parameters 编号参数名称 11号密封压差 2主冷却剂泵吸入温度 3主冷却剂泵吸入压力 4主冷却剂泵振动 5主冷却剂泵轴偏转 6泵入口1号密封水温度 7电机上部轴承温度 8电机下部轴承温度 9电机下部推力瓦温度 10电机上部推力瓦温度 11泵线圈 段温度 12泵线圈 段温度 13泵转速 14密封泄漏流量 15密封旋转流量计 针对这15个实测参数,对系统的故障进行仿真研究。仿真过程中,在各个测量信号上加上白噪声,从而使仿真更接近于实际。 在主冷却剂泵监测中,由代表过程正常运行的数据建立一主元模型。在此过程中,考虑15种不同的异常情况,通过仿真来建立故障,得到相对于这些故障的数据。利用主元分析,求解出第1负荷向量,得到这些故障的特征方向[1],并利用它们构成一故障特征方向库。在监测过程中,通过不断监测主元模型的SPE图对过程故障进行检测。一旦检测到系统运行出现异常情况,则利用主元分析来计算当前的数据方向,并与故障特征方向库相比较,从而进行故障诊断。 将表1中的15个参数故障情况分别单独加到仿真系统中,将采集到的故障数据进行处理,对处理后数据进行主元分析,提取它们的特征方向,从而建立故障特征方向库。 通过仿真实验可见:所有这些故障的第1主元均能解释为95%以上的数据变化。因而,第1负荷向量能很好地代表故障方向。在这里,故障特征方向库是一15 15的矩阵,其中,每一列代表一特定故障的特征方向,每一行对应于15个监测参数。 397 第5期 冯俊婷等:基于主元分析的核电站主冷却剂泵故障诊断 图1所示为系统正常运行时各变量的测量数据,这些数据已经过处理。图2a 为系统正常运行时各变量对第1负荷向量的贡献,图2b 为第1 主元向量的变化。 图1 系统正常运行时处理后的数据 Fig.1 Processed data under system normal running 图2 系统正常运行时的负荷向量(a) 和主元向量(b)Fig.2 Charge vector(a)and principal component vector(b)under system normal running 由图2可看出:当系统正常运行时,第1负荷向量没有大的波动,第1主元向量的曲线几 乎在 0 点坐标上波动,说明系统正常运行。系统正常运行监测的数据虽是15 60矩阵(15个测量参数,采样数为60次),而第1主元向量只是60 1矩阵,但却能表示出系统的运行状况。所以,主元分析起到了数据压缩的作用。图2b 显示了第1主元向量对数据变化起到了很好的解释作用。 在仿真实验中,引入故障,这时的系统监测 数据发生了变化。图3为系统故障时所采集的 数据经处理后的各变量变化情况。与图1相比,图3上出现了一峰值。如果系统一直运行在正常状态下,则主元模型的SPE 应该保持在控制限以下。当系统出现异常时,SPE 图将高于它的控制限(图4),表明系统出现了故障。为了诊断出这个故障,通过主元分析将当前的数据方向(第1负荷向量)计算出来,并与故障特征方向库中的故障特征方向相比较,M T D D i 接近于1,表明是何种故障。 图3 系统故障时处理后的各变量数据 Fig.3 Processed variable data under sys tem fault running 图4 主元模型的误差平方和 Fig.4 Principal component squared prediction error 主元分析的控制限是关系到系统是否出现异常的重要参数。当控制限值过大时,系统出现了异常情况而不能被检测出,可能会造成重大损失;当控制限过小时,又可能会造成频繁停泵,同样会给生产带来损失。本文的控制限是根据核电厂的实际要求确定的,即定为设计参数的 20%左右。超出这个限度,确认系统出现了异常。 当系统的SPE 超出控制限时,利用主元分析求解出各变量第1负荷向量的贡献和第1主元向量(图5)。从图5b 可看出,系统出现了高限故障,即系统的测量参数高于它的最高限。 398 原子能科学技术 第37卷 从图5a 可看出系统现在的数据方向。在4号测量参数上出现了峰值,表明4号变量测量数 据出现了问题。 图5 系统故障运行时的负荷向量(a) 和主元向量(b) Fig.5 Charge vector(a)and principal component vector(b)under system fault running 为了进一步诊断出故障,将当前的数据方向与故障特征方向库中的数据一一求解夹角的余弦,余弦值接近于1,则表明是这种故障。 图6诊断出是泵的振动信号不正常,控制室内则需发出报警,严重时,紧急停堆。 本文所进行的实验均在故障特征方向库中已有故障模式。对于新的故障,主元分析方法也可进行检测。当一新的故障出现时,SPE 图会超出它的控制限,利用主元分析可得到当前的数据方向。但此数据方向并不与故障方向库中的任何方向接近,这时,可把它的方向加入到故障特征方向库中去,而它的加入并不影响以前的故障库。经过这样的不断更新,故障特征方向库将不断充实,从而使诊断更趋完善。 3 结论 主元分析方法是将高维数据转换到低维数 图6 当前数据方向与故障库的比较Fig.6 Comparison between curren t data direction and fault storeroom * 代表当前的数据方向 据的一强有力的手段,这使得过程监测可在低维空间内进行。从生产实践中计算出过程正常运行的界限,不断观察模型的SPE,一旦发现异常,利用主元分析方法,求出第1负荷向量,即当前数据方向,并与故障特征方向库进行比较,以进行故障诊断。此方法应用于某核电厂主冷却剂泵的故障诊断,诊断结果较为理想。参考文献: [1] 张 杰,阳宪蕙.多变量统计过程控制[M ].北京: 化学工业出版社,2000.24~27. 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安装在叶轮上方，阻止反应堆冷却剂的热量向泵上部传导，避免轴承以及水力机械部件的轴封受到损坏。由紧固法兰、防护套筒、蛇形管换热器及蛇形管进出口管嘴组成，蛇形管内流有35度的冷却用水，由设备冷却水系统（RRI）提供，使得热屏以上部件的温度工作在90度左右的环境中 c.泵轴承 位于热屏与轴封之间，为泵提供径向支承和对中。用水润滑轴承，浸没在水中 d.轴封水 来自化学和容积控制系统的高压冷水用作轴封、轴承润滑和冷却 《石化企业设备典型故障分析》培训教材编写提纲 水环式真空泵故障分析 1 真空泵故障概况及经过 1.1油库使用真空泵，主要是用来抽气灌泵，清扫管线、槽车底油（或船舱）等。 1.2油库中常用的是水环式真空泵。入SZB型和SZ型两种（注1）。1.3真空泵常见的故障主要有泵不抽气、真空度不够、运转中有噪音或震动、轴功率过大、泵发热等。 2故障概况及经过 2.1 故障产生原因 2.1.1泵不抽气 2.1.1.1泵内没有水或水量不够。 2.1.1.2叶轮与泵体、泵部压盖之间的间隙过大。 2.1.1.3填料漏气。 2.1.2真空度不够 2.1.2.1管道密封不严，有漏气之处。 2.1.2.2填料漏气。 2．1.2.3叶轮与泵体、压盖之间间隙增大。 2.1.2.4水温过高。 2．1.2.5供水量过小。 2.1.3泵在运转中有噪音和震动 2.1. 3.1泵内零件损坏或有固体进入泵内。 2.1. 3.2电动机轴承或轴磨损。 2.1. 3.3泵与电动机轴心线不在同一线上。 2.1.4轴功率过大 2.1.4.1泵内水过多。 2.1.4.2叶轮与泵体或压盖间隙过小。 2.1.5泵发热 2．1.5.1供水量不足或水温过高。 2.1.5.2填料过紧。 2.1.5.3叶轮与泵体、压盖间隙过小。 2.1.5.4零件装配不正确。 2.1.5.5轴弯曲或变形。 2.2排出方法 2.2.1泵不抽气 2.2.1.1向泵内注水，使水量达到要求。 2.2.1.2调整间隙或更换叶轮。 2.2.1.3压紧填料，对SZ型泵增加水封量。 2.2.2真空度不够 2.2.2.1检修管道，使管道密封紧闭。 2.2.2.2压紧或更换填料，增加水封量。 2.2.2.3调整间隙。 2.2.2.4增加水量，降低水温。 2.2.2.5增大向泵的供水量，若因供水管堵塞，应予以疏通。 2.2.3泵在工作中有噪音和震动 2.2. 3.1检查泵内情况，清除杂物。 2.2. 3.2检修电动机轴或轴承。 2.2. 3.3校正电动机和泵的轴心线。 2．2.4轴功率过大 六、诊断实例 例1：圆筒瓦油膜振荡故障的诊断 某气体压缩机运行期间，状态一直不稳定，大部分时间振值较小，但蒸汽透平时常有短时强振发生，有时透平前后两端测点在一周内发生了20余次振动报警现象，时间长者达半小时，短者仅1min左右。图1-7是透平1＃轴承的频谱趋势，图1-8、图1-9分别是该测点振值较小时和强振时的时域波形和频谱图。经现场测试、数据分析，发现透平振动具有如下特点。 图1-7 1*轴承的测点频谱变化趋势 图1-8 测点振值较小时的波形与频谱 图1-9 测点强振时的波形和频谱 (1)正常时，机组各测点振动均以工频成分）幅值最大，同时存在着丰富的低次谐波成分，并有幅值较小但不稳定的（相当于×）成分存在，时域波形存在单边削顶现象，呈现动静件碰磨的特征。 (2)振动异常时，工频及其他低次谐波的幅值基本保持不变，但透平前后两端测点出现很大的×成分，其幅度大大超过了工频幅值，其能量占到通频能量的75%左右。 (3)分频成分随转速的改变而改变，与转速频率保持×左右的比例关系。 (4)将同一轴承两个方向的振动进行合成，得到提纯轴心轨迹。正常时，轴心轨迹稳定，强振时，轴心轨迹的重复性明显变差，说明机组在某些随机干扰因素的激励下，运行开始失稳。 (5)随着强振的发生，机组声响明显异常，有时油温也明显升高。 诊断意见：根据现场了解到，压缩机第一临界转速为3362r/min，透平的第一临界转速为8243r/min，根据上述振动特点，判断故障原因为油膜涡动。根据机组运行情况，建议降低负荷和转速，在加强监测的情况下，维持运行等待检修机会处理。 生产验证：机组一直平稳运行至当年大检修。检修中将轴瓦形式由原先的圆筒瓦更改为椭圆瓦后，以后运行一直正常。 例2：催化气压机油膜振荡 某压缩机组配置为汽轮机十齿轮箱＋压缩机，压缩机技术参数如下： 工作转速：7500r/min出口压力：轴功率：1700kW 进口流量：220m3 /min 进口压力：转子第一临界转速：2960r/min 1986年7月，气压机在运行过程中轴振动突然报警，Bently 7200系列指示仪表打满量程，轴振动值和轴承座振动值明显增大，为确保安全，决定停机检查。 真空泵的常见故障及消除方法 一、真空泵的常见故障，有以下几类： ①真空度降低； ②泵不能正常运转，甚至“卡死”； ③在运转中，有较大的噪音、杂音； ④泵体密封不好—漏油； ⑤在启动时，大量喷油滴、油雾，污染环境； ⑥启动困难。 下表列出了真空泵的常见故障、产生原因和消除方法。 二、故障产生的故障原因及排除方法 （一）、造成真空度低原因（注：括号内为排除方法）： 1.油量不足（换油） 2.油脏或乳化（换油） 3.泵油牌号不符或混油，夏季使用黏度过小的油（换油） 4.漏气（检查轴封、排气阀、端盖、进气口等） 5.配合间隙过大或有磨损和划痕（部位的密封情况，并修换密封圈，检查泵腔、转子、旋片、端盖板之间的配合间隙，清除杂物、杂质，按精度要求修磨） 6.油路不通,泵腔内没有保持适当的油量（调节油路的进油量, 清洗时用高压空气吹通油孔,把沉积物清洗干净） 7.泵运转中温升太高,使泵油浓度变稀，密封性变差，油蒸气压增大（通冷却水降温, 检查配合间隙按精度要求进行修理） 8.泵中隔板压入时过盈量过大,使泵腔鼓起变形，漏气（修整泵腔或换泵、报废） 9.排气阀片损坏密封不好（修换阀片） 10.装配不当,端盖板螺钉松紧不一,转子轴心位移（重新装配） 11.旋片活动不好（修磨转子和旋片的配合,调换弹簧） 12.被抽气体温度过高（热气体被抽入泵之前加冷却装置） 13.进气管内的过滤网被堵（取出进气口过滤网清洗干净烘干后再装好） 14.气镇阀垫圈损坏或没拧紧加油到油标中心（换垫圈,拧紧气镇阀） （二）、真空泵电动机超负荷运转,甚至转不动, 发生“卡死” 现象（注：括号内为排除方法）： 1.弹簧损坏,使旋片受力不均匀（换弹簧） 2.装配不当,使某局部受力（重新装配） 3.由于过滤网损坏，外部污物如金属屑、颗粒等落入泵腔内（拆泵检查、清洗、装好过滤网） 4.端面间隙过小，泵温升过高（修磨转子旋片，调整间隙） 5.泵油变质或结垢，油黏度不恰当（换油） 6.转子损坏（重配新件） 7.轴和轴套配合过紧，缺油润滑（强油路润滑） 8.中间气道不畅通（清理中间气道或换用薄一点的橡皮垫） 9.轴中十字接头损坏（修换转子轴或十字接头） （三）、真空泵在运转中有杂声噪音（注：括号内为排除方法）： 1.弹簧断,运转中发出旋片的冲击声（换弹簧） 2.装配不当，零件松动，致使运转声音不正常（重新装配） 3.泵腔内有脏物，零件有毛刺或变形，运转发生障碍（拆洗、检查、修磨） 4.泵腔内油的润滑不良（疏通和调节油路） 5.泵腔内的有害空间太大（属泵本身的毛病，可将中隔板偏移几厘米以减小有害空间） 6.电机故障（换修电机） （四）、真空泵漏油（注：括号内为排除方法）： 1.轴承、端盖、油窗、放油孔、油箱等部位的密封件损坏或者没有压平压紧（调换新密封件；装配时注意位置正确，螺钉拧紧，并使压力均匀适当） 2.箱体有漏孔（堵漏） （五）、真空泵喷油： 1.油量过多（放出多余油量） 2.突然暴露大气（开泵时应注意断续启动电机。因系统损坏而暴露大气，应注意关闭低真空 水环式真空泵轴损坏的原因及修理方法 在单作用水环式真空泵的零件损坏中，轴的损坏占有很大的比例。泵轴的损坏包括弯曲、出现裂纹和折断。 水环式真空泵轴损坏的原因及修理方法 泵轴弯曲的原因多半是由于袖的刚度不够，加之叶轮有较大的不平衡，运行时产生变形所致。轴的弯曲方向和大小可以用下述方法测量: 将轴平放在支承上，将两支承点(可以是泵轴中心孔，也可以是轴颈部位)调至等高，在轴上选择几个等距断面，在轴旋转一圈中用千分表分别测掀四个方向(即每周转动90°时测量一次)上的径向跳动，作好记录。根据此数据可以求得四个方向上的弯曲数值，用图解法可以找到最大弯曲的方向和大小，这样就可以进行矫直了。 泵轴的裂坟和折断的部位，往往发生于局部应力集中的地方，比如键槽边缘处、直径突变处等。损坏的原因往往由于振动促使疲劳破坏。 如果泵轴出现疲劳裂纹(即将折断的先兆)，应及时予以更换。如果由于客观因素暂时无法更换而需继续使用时，临时的补救办法是对裂纹进行补焊。使用补焊后的泵轴时，要经常注意补焊区的变化，以免发生事故。 单作用水环式真空泵在使用中，经常出现的故障是泵轴的折断(特别是较大气量的泵)。折断面一般都垂直于轴心线，十分整齐象刀切一样，整个断面大部分光滑并呈金属光泽，小部分较粗糙。显然，这就是疲劳破坏所致的断裂特征。 导致疲劳破坏的主要原因是，由于泵轴在运转过程中，泵腔内气体对泵轴的作用力所引起，这个作用力又叫径向力。 泵轴的疲劳破坏，除了水环式真空泵内存在径向力这个根本原因之外，结构不合理也是不能忽视的重要原因。主要有: 目前水环式真空泵轴与叶轮均为一级动配合，键槽处又没有使用0型密封圈密封，泵内液体(特别是化工上使用腐蚀性的液体作液环时)就会通过配合间隙和键槽进入轴孔内，腐蚀轴和叶轮的轴孔，使疲劳强度大为降低。腐蚀和磨损后的配合间隙增大(有的磨成椭圆形轴孔)，不仅影响性能，而且加剧振动，促使疲劳断裂。 一般的水环式真空泵泵轴没有经过热处理，所以疲劳强度低。为了防止断裂，泵轴至少要进行调质处理，有条件的地方还要进行渗氮处理。 设计时，要避免截面突变过大。过渡处不应用尖角而应用圆角连接。表面光洁度不能偏低，尤其在轴容易折断的地方更要注意。加工时，不同轴径过渡处的圆周加工，要保证质量，严格按图纸要求的尺寸和光沽度进行，泵轴表面和过渡处决不可有刀痕，划伤、碰伤等缺陷。 水环式真空泵维护检修规程 (总16页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除 水环式真空泵维护 检修规程 （试行） 盐湖海纳化工有限公司 目录 1．目录 (1) 2．总则 (2) 3.规程适用范围 (2) 4.检修周期和检修内容 (3) 5.水环式真空泵常见故障、原因及处理方法 (9) 6.主要零部件的检修技术 (5) 7.试车与验收 (12) 一．总则 水环真空泵内装有带固定叶片的偏心转子，将水（液体）抛向定子壁，水（液体）形成与定子同心的液环，液环与转子叶片一起构成可变容积的一种旋转变容积真空泵。水环真空泵（简称水环泵）是一种粗真空泵，它所能获得的极限真空为2000～4000Pa，与罗茨真空泵组成机组真空度可达1～600Pa。水环泵也可用作压缩机，称为水环式压缩机，是属于低压的压缩机，其压力范围为1～2×105Pa表压力。 电动机的维护检修按照《电动机维护检修规程》执行，其他附属装置的维护检修参照有关规程执行。 二．规程适用范围 本规程适用于盐湖海纳化工有限公司抽速10m3以上水环式真空泵的维护和检修；抽速10m3以下及其它类型水环式真空泵可参照执行。具体内容如下： 三．检修周期和检修内容 1）检修周期 检修类别分小修、大修两类，并可根据点检、巡检及状态监测情况进行针对性的检修。检修间隔期见下表： 2）检修内容 2.1小修 1)检查，紧固各连接螺栓。 2)检查密封装置，压紧或更换填料。 3)检查更换润滑油（脂）。 4)检查更换轴承，调整间隙和调校联轴器同轴度或皮带轮。 5)检查、修理或更换易损件。 6)检查，补充或更换循环水。 2.2大修 1)包括小修内容。 2)解体检查各零件磨损、腐蚀和冲蚀程度，必要时进行修理或更换。 3)检查泵轴，校验轴的直线度，必要时予以更换。 4)检查叶轮、叶片的磨损、冲蚀程度，必要时测定叶轮平衡。检修或更换叶轮轴套。 5)检查、调整叶轮两端与两侧压盖的间隙。 6)测量并调整泵体水平度。 7)按规定检查校验真空表。 8)清洗循环水系统。 9)检查泵体、端盖、隔板的磨损情况，调整，修理或更换。 10)机器表面做除锈、防腐处理。 1. 引言 压水堆核电厂的组成如图0-1所示。通常可以分为三大部分： 1．核的系统和设备部分，又称核岛； 2．常规的系统和设备部分，又称常规岛； 3．电气系统和设备。 核岛由以下几部分组成: （1）反应堆及一回路主系统和设备（主管道、冷却剂主泵、蒸汽发生器、稳压器及卸压箱等）； （2）一回路主要辅助系统：如化学和容积控制系统（RCV）、余热排出系统(RRA)、硼和水补给系统（REA）等。 （3）专设安全设施系统：如安注系统（RIS）、安全壳喷淋系统（EAS）等。 （4）与安全壳相关的通风系统：如安全壳换气通风系统（EBA）、大气监测系统（ETY）等。 （5）三废系统：如废液处理系统（TEU）、硼回收系统（TEP）等。 （6）其它系统： 核岛系统中的反应堆、一回路主系统和设备以及余热排出系统安置在安全壳内，核岛系统的其余部分的大部分设备安装在安全壳外的核辅助厂房内。 压水堆核电厂的常规岛包括那些与常规火力发电厂相似的系统及设备，主要有： （1）蒸汽系统:如主蒸汽系统（VVP）、汽水分离再热系统（GSS）等； （2）给水系统:如凝结水系统（CEX）、除氧器系统（ADG）等； （3）汽机及其辅助系统:如汽轮机润滑、顶轴和盘车系统（GGR） （4）外围系统:如核岛除盐水分配系统（SED）、循环水处理系统（CTE）等。 电气部分是电厂的一个重要组成部分，它主要包括以下系统及设备： a)发电机及其辅助系统，如发电机定子冷却水系统（GST），发电机励磁和电压 调节系统（GEX）等。 b)厂内外电源系统，如LGA，LGB，LLA，LNA等。 图0-1 压水堆核电厂的组成 水环真空泵运行故障分析与解决方法 摘要：天利高新有限公司年产七万吨己二酸的生产工艺中真空浓缩脱水、结晶干燥使用 了很多肯弗莱产的SZ系列水环式真空泵。本文以肯弗莱产的SZ系列水环式真空泵在生产运行中的故障为例,分析故障原因, 据此采取针对性检修和改造措施，很好的解决了该型机泵故障频发的问题。 关键词：水环式真空泵平面式结构故障原因分析解决措施 己二酸厂目前采用的是SZ系列水环真空泵。该类设备使用以来,由于介质的严重腐蚀性以及操作条件恶劣工艺波动大及操作工的经验不足等因素,存在故障频繁、检修费用较高等问题。因此,检修维中心己二酸维修班将其作为企业节约、增效的技术攻关课题,对该设备开展了故障现象总结、原因分析、改进措施等工作.成效显著。 1.水(液) 环真空泵的结构形式和工作原理 1.1水(液) 环式真空泵目前只有两种结构设计(完全是美国Nash的技术) 平面式:进气口和排气口设计在平面端面(即圆平盘)上;己二酸厂的肯富来真空泵均采用这种结构。 锥体式:进气口和排气口设计在锥体柱面上(如图1) 。 锥体开口设计技术开发在20世纪30~40年代,而在此之前,.平面开口泵是世界上的标准产品。现在仍保留平面设计技术用于制造最小型的真空泵。但是对于大多数工业应用而言, 能耗与泵的性能倍受客户关注, 因而所用的真空泵均为锥体开口泵。目前.中国国内生产的液环式真空泵仍用的还是上世纪早期的技术.所以都为平面式水(液) 环式真空泵。 平面液环泵改进为锥体式设计, 从而大大提高了泵的抽气能力。锥体式的真空泵还有一个特点就是允许在泵的入口处加上冷凝喷嘴,由于锥体进气口和排气口比平面泵的进气口和排气口要大很多.所以它允许吸入气体夹带较多的液体进入泵体而对泵的效率下降影响不大。这个特点就允许在泵的入处加上冷凝喷嘴去冷凝吸入气体中的可凝性部分,从而使吸入泵的气体体积由于冷凝的缘故大大减少, 这实际上提高了泵的抽气能力.必将给工厂带来直接可观的经济效益。 1.2平面式泵的结构和缺陷 平面泵采用上部进气和上部排气的结构。如图3 (1) 平面真空泵进气面积小、进气量少。 (2) 进气时,气体从端面进入叶轮舱,气道不畅.直接影响到抽气量。 (3) 如吸入的气体内含液量大,则对泵的效率影响很大,所以平面泵不能在泵的入口加喷冷 滚动轴承故障诊断与分析Examination and analysis of serious break fault down in rolling bearing 学院：机械与汽车工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：2010020101 姓名： 学号： 指导老师：王林鸿 摘要:滚动轴承是旋转机械中应用最广的机器零件，也是最易损坏的元件之一, 旋转机械的许多故障都与滚动轴承有关，轴承的工作好坏对机器的工作状态有很大的影响，其缺陷会产生设备的振动或噪声，甚至造成设备损坏。因此, 对滚动轴承故障的诊断分析, 在生产实际中尤为重要。 关键词：滚动轴承故障诊断振动 Abstract: Rolling bearing is the most widely used in rotating machinery of the machine parts, is also one of the most easily damaged components. Many of the rotating machinery fault associated with rolling bearings, bearing the work of good or bad has great influence to the working state of the machine, its defect can produce equipment of vibration or noise, and even cause equipment damage. Therefore, the diagnosis of rolling bearing fault analysis, is especially important in the practical production. Key words: rolling bearing fault diagnosis vibration 引言：滚动轴承是机器的易损件之一，据不完全统计，旋转机械的故障约有30％ 是因滚动轴承引起的，由此可见滚动轴承故障诊断工作的重要性。如何准确判断出它的末期故障是非常重要的，可减少不必要的停机修理，延长设备的使用寿命，避免事故停机。滚动轴承在运转过程中可能会由于各种原因引起损坏，如装配不当、润滑不良、水分和异物侵入、腐蚀和过载等。即使在安装、润滑和使用维护都正常的情况下，经过一段时间运转，轴承也会出现疲劳剥落和磨损。总之，滚动轴承的故障原因是十分复杂的，因而对作为运转机械最重要件之一的轴承，进行状态检测和故障诊断具有重要的实际意义，这也是机械故障诊断领域的重点。 一滚动轴承故障诊断分析方法 1滚动轴承故障诊断传统的分析方法 1.1振动信号分析诊断 振动信号分析方法包括简易诊断法、冲击脉冲法（SPM法）、共振解调法（IFD 法）。振动诊断是检测诊断的重要工具之一。 （1）常用的简易诊断法有：振幅值诊断法，反应的是某时刻振幅的最大值，适用于表面点蚀损伤之类的具有瞬时冲击的故障诊断；波峰因素诊断法，表示的 AP1000三代核电反应堆冷却剂泵屏蔽电机的技术特 点 本反应堆冷却剂系统是借鉴了国外的先进技术设计而成的，其设计理念包括两个并联环路，每个环路上都包括两个冷段主管道、一个蒸汽发生器以及一条热段主管道构成，并且还有两台主泵，其以并联的方式存在，在热管段也有一台稳压器。该蒸汽发生器是呈倒U状的。 1 该屏蔽电机的优势 APl000反应堆冷却剂泵（以下简称主泵）是一种单级、单吸、无轴封、高转动陨量、立式离心屏蔽电泵，用于输送高温、高压反应堆冷却剂。泵由泵壳、叶轮和导叶组成，泵吸入口竖直向下，吸入管直接与蒸发器下封头焊接；排出口为水平切线方向.吐出管与系统主管道焊接。图1为主泵结构示意图。APl000主泵由泵和屏蔽电机两部分组成.电机置于泉下部。泵的叶轮直接装于电机转子轴仲端，即与电机同轴。泵壳与电机壳体采用特殊的机械密封结构用主螺栓连接组成一密封的整体.构成反应堆冷却剂压力边界，整个机组没有外露的旋转都分。为使电机推力轴承承受一个适当的载荷。叶轮在设计时进行特殊考虑，使其在运行时产生一个向上的轴向力以平衡转子自重。 该屏蔽电机优势是非常明显的，其结构紧凑，并且在运行过程中不会产生泄露，所以具有较高的安全性，设备的结构情况见图2。虽然这种设备具有较高的成本，但是该设备在运行过程中比较稳定可靠，不需要进行太多的维护工作，所以综合看来效益还是比较可观的，现在不仅在核电站有所应用，很多核动力潜艇也开始应用这种屏蔽电机。这种AP1000屏蔽电机在保留了自身的优势同时，也进行了一些改进，弥补了其中的一些缺陷。 （1）屏蔽电机的主泵旋转轴本身结构较为简单，没有向外延伸 的部分，所以在液体输送的过程中不会泄露，在这种情况下，即便是轴密封系统失灵，或者出现突发的断电情况，其也不会泄露冷却剂，整个核电站也因此运行更为高校。 （2）该系统中，省略了轴密封设备和相关的辅助设备，机组运行变得更为简便，大大降低了后期维护和检修泵的工作量，并且也没有联轴器这种构造，所以也就不会出现了机组对中这个问题。 （3）由于设备构造大大简化，所以不会造成飞轮破裂的问题，避免导致安全壳的损坏。 （4）轴承的润滑方式是水润滑，即便出现火情也会得到有效控制，和旧有的油润滑方式相比具有非常明显的优势，大大提高了整个核电厂的安全水平。 （5）主泵部位直接连接于蒸发器的下封头，主泵和蒸发器之间的冷却剂主管道被移除，减少了环路的压强，泵的支撑变得更为简便。 （6）此轴的推力较小，顶轴系统也被移除，结构得到了大大简化。 2 AP1000屏蔽电机存在的问题 另外，AP1000所选用的主泵是专门为AP1000堆型量身设计的，世界上至今还没有如此大容量的屏蔽式主泵运行的先例，设计的完善性还有待时间的考验。其功率大，有惰转要求，对零部件的加工、焊接、装配和轴承润滑的要求极高，而且必须在1：1的试验回路上进行试验，在各种性能都满足APl000核电站要求后，才能正式投人产品的生产川。屏蔽式电动泵的制造技术较难掌握，加工精度高，配件属非商品级的，国产化难度大，目前AP1000主泵的国产化任务由沈阳鼓风机厂和哈尔滨电机厂承担。在技术转让中我们需要关注以下内容： （1）屏蔽泵造价昂贵，综合运行效率（60%）低于轴封式主泵，应全面跟踪产品的设计、制造、验证全过程。 （2）已有运行经验的同类参考屏蔽电机没有飞轮，而AP1000主泵屏蔽电机有上下2个飞轮。应关注飞轮的结构设计、制造工艺及其 水环式真空泵的常见故障分析 一、水环式真空泵的故障分析 1.真空泵机械密封泄露原因 1.1.机械密封装配不当 更换非动力端机封时，拆卸过程中发现动环上的密封O型圈没有安装好。O型密封圈本应装到动环座上的密封槽里面，而拆卸检查发现O型圈没有如此安装，而是错装于弹簧定位片里面，致使弹簧变形，完全起不到轴向静密封的作用，致使泄露。 1.2.机封冷却水压力过大 机封动静环密封面的贴合力是由动环上的弹簧施加的。当冷却水压力过大时，水压会作用在动静环上，由于静环是固定不动的，所以水压会推动动环，向静环相反的方向压缩弹簧，从而削弱或者抵消动静环面的贴合力，导致密封面泄露。检修完毕后给动力端机封通进冷却水试漏，进水阀打开2/3以下，机封完好无漏，当水阀打开超过2/3以上时，机封出现渗漏。三方（检修方、氧化铝机动科、四川大宇机封制造厂）初步判断是由于水压过大的原因造成的，建议待电机维修完后开机运行使用，进一步跟踪查明其渗漏的真正原因。 1.3.动静环密封面破裂 这是造成前几次更换该泵机封泄露的主要原因。 动力端和非动力端机封是装配于同一轴上的，叶轮安装在轴的中间，轴的两端安装轴承支撑固定。当单独更换动力端或非动力端机封 时，相应端的轴承（轴承座）必须先拆卸下来才能取出旧机封，装上新机封，而此时因为轴和叶轮重力，失去一端轴承支撑的叶轮和轴必然往下塌，轴往无轴承端倾斜。由于未拆一端的静环是用螺栓在泵端盖上固定不动的，而动环是固定在轴上与轴一起旋转，另外由于静环内圈与轴配合间隙很小，当轴下塌倾斜时，会造成： a、未拆一端的动静环相对位移，从而使动静环密封面互相非法挤压，引起碎裂； b、轴直接压在未拆端静环内圈上，造成静环密封面断裂或者破碎。 通过对前几次更换工作的了解分析，致使一端更换好而另一端的机封就泄露的原因都是上述因素引起的。我们的作业人员其实也已考虑到了这个问题，只是采取的方法不对而已：前几次更换都是使用葫芦吊住拆装端的轴来防止轴的上下左右摆动，实际操作中证明这种吊装方法是存在很大的失误的，特别不适用于此类大型的真空泵机封安装。原因是吊点、葫芦的拉力难以完全控制好，很难避免轴的上下左右摆动。 2、真空泵盘车困难原因分析 1)泵两端定位轴承间隙没有调整好。 该泵两端的轴承都是采用双列圆锥滚子轴承，双列圆锥滚子轴承两列内圈与外圈是锥面接触，内圈是可以从外圈中分离取出来的。两列内圈之间有一个轴承间隙调整隔环，也就是轴承的原始游隙是靠两列内圈之间的隔环来控制的，一般轴承出厂时其间隙就已经调整好。 《机械故障诊断技术》读书报告 MAO pei-gang 南阳理工机械与汽车工程学院 473004 动平衡诊断案例分析综述 Diagnosis of dynamic balance Case Analysis were Review 摘要 简要阐述组动平衡故障诊断中所使用的现代测试与分析技术。通过五个动不平衡故障的诊断与处理实例，指出了波德图、频谱图等现代分析技术对于组动平衡故障诊断的价值和意义；总结了基于现代测试与分析技术的动平衡故障的主要特征。；验证了影响系数法对于动平衡故障处理的准确性及实用性。对于提高动平衡故障诊断的准确性及其精度具有推广和借鉴意义。 关键词：动平衡故障诊断振动分析 Abstract The modern measuring and analyzing technologies applied in the dynamic balance fault diagnoses are described briefly。In view of five dynamic unbalance fault diagnoses and treatments。the significance and purpose of the modern analyzing technologies such as Bode Plot，Spectrum Plot for the dynamic balance fault diagnoses are put forward，and its characteristics based on testing and analyzing technologies are summarized．The accuracy and practicability of the influence coefficient method for its treatment are proved．The instructions and experiences of improving the 水环真空泵运行故障分析及处理 发表时间：2018-05-06T15:39:22.227Z 来源：《防护工程》2017年第36期作者：吴集程 [导读] 由于水环真空泵的突出作用,其在煤矿、电厂、造纸厂、卷烟厂、化工、制药等行业应用日益增多,但是缺点也是日渐暴露。 珠海亿邦制药股份有限公司广东珠海 519000 摘要：结合水环真空泵在运行中出现的故障问题,通过对设备的检查、诊断，分析故障的主要原因，提出可靠可行的修复处理措施,问题得到了解决,对水环真空泵的日常使用、维护和保养具有一定的指导意义。 关键词：阻水板；冲击力；自循环工况 由于水环真空泵的突出作用,其在煤矿、电厂、造纸厂、卷烟厂、化工、制药等行业应用日益增多,但是缺点也是日渐暴露。尤其是常见的故障和专业的处理修复方法,让设备使用者因此而被困扰。下面，结合一起水环式真空泵运行故障，对这方面的问题进行了研究,并作了分析和小结。 1.设备简介 某合成制药有限公司芳烃联合装置配套90000Nm3/hPSA氢气提纯装置，用于提纯重整氢，在满负荷条件下每小时可产9万标立方米纯度为99.9%的氢气，以满足公司多套加氢装置的用氢需求。由A水泵厂配套生产的四台水环真空泵是该PSA装置的主要转动设备，型号为CBF-530，真空泵轴功率为330kW。装置正常生产时三台真空泵同时运行，可在20秒内将PSA吸附塔内压力由18kPa抽至-80kPa，装置于2014年2月份正式投入使用。 装置运行七个月后发现四台水环真空泵出力都开始出现性能不足的现象，根据工艺条件，吸附塔再生压力需达到-80kPa。现场实际测试发现真空泵正常运行时吸附塔再生压力只能达到-68kPa，且此时轴向振动可达到13mm/s，严重超出厂家技术标准（不大于4.5mm/s），同时机体内出现类似“隆隆隆”的噪音。 2.故障原因分析 PSA配套水环真空泵工艺流程如图1所示：工作液采用工厂自产除盐水，正常工作时工作液循环使用。为了确保工作液的循环量，设计人员加装了一台循环泵，使工作液可以强制循环并通过循环冷却水冷却至40℃以下，工作液液位通过DCS操作站控制，正常工作时液位控制在50±5%，各个操作参数严格按照厂家操作说明进行控制。 图1水环真空泵工艺流程图 现场安排专业检测人员使用离线监测设备采集机体振动数据，采集的图谱如图2所示。根据图谱分析，机体振动主要以一倍频为主，波形存在明显的削波现象，说明机体动静部分存有剐蹭现象，且转子动平衡可能出现破坏。为防止真空泵出现更大损坏，现场立即安排拆检。 图2现场采集的振动频谱图 3.现场解体检查情况 2014年11月，对其中一台性能已严重下滑、振动达到16mm/s的真空泵进行解体检查。检查发现，该真空泵阻水板（厚度4mm，材质：1Cr13）已断裂，如图3所示，断裂的阻水板碎块进入机体内，导致转子与分配板内壁出现严重剐蹭，使叶轮出现开裂。 真空泵的安装、维护、保养以及故障排除方法 一、真空泵的安装 1、安装装准备工作 （1）检查真空泵和电机，确知在运输和装卸过程中没有损伤。 （2）检查工具和起重机械，并检查机器的基础。 2、真空泵安装顺序 （1）整套真空泵运抵现场时，都已装好电机；找平底座时，可不必卸下真空泵和电机。 （2）按装真空泵的基础平面应用平找平，待基础泥凝固后将真空泵按装在基础上，并用平仪检查平情况，如不调正，直到平为止，然后通过灌浆孔由混凝土浇灌底座和地脚螺栓孔眼。 （3）泥干固后，检查底座和地脚螺栓是否松动，合适后拧紧地脚螺栓的螺母，最后再检查一下整台机组的平度可用斜铁找平。 （4）真空泵的吸入管路和吐出管路应有各自的支架，不允许管路重量直接由真空泵承受。 （5）真空泵轴与电机旋转方向应一致，否则，以三相异步电动机为动力时，只要把三根引线中任意两根对换位（6）真空泵的按装位置高于液面（真空泵的吸程允许范围内）时，应在吸入管路端部装上底阀，并在排管路上阀门，供启动前灌液之用。真空泵的按装位置低于液面时，在吸入管路装上控制阀门。 （7）真空泵的按装高度必须根据汽蚀余量NPSHr的要求，避免发生汽蚀。 3、真空泵拆卸 （1）拧下悬架体上的放油螺塞，放净润滑油，移开电机。 （2）松开真空泵体和轴承体的连接螺栓，将叶轮、轴封体、轴承体与真空泵体分离。 （3）松开叶轮螺母，取出叶轮和平件键。 （4）取出轴封体和密封部分，将机械密封的静环取出，填料密封的卸下填料盖取出填料即可。 （5）从轴上取下机械密封的转动部分和轴套，填料密封的取下轴套即可。 （6）拆下轴承体的支架及联轴器。 （7）拆下轴承压盖、甩橡胶圈、真空泵轴及轴承。 4、真空泵装配 4.1、真空泵的装配顺序基本上可以按照拆卸顺序反向进行。在按装机械密封时应注意几点： （1）橡胶O型圈是否有损伤、溶胀现象，如有则必须更换。 （2）动、静环表面保持绝对清洁并涂少量机油。 4.2、填料密封按装时应注意： （1）轴套外圆跳动不大于0.05mm。 （2）填料截取后，搭口成45，并且在按装前根据轴、的尺寸，将填料放在特制的模具中顶压整形。 （3）填料放入填料腔内，每圈填料的搭接处错开，在开车前需将填料压盖松开，转动后逐渐压紧。 二、真空泵维护与保养 （1）检查真空泵及管路及结合处有无松动现象。用手转动真空泵，试看真空泵是否灵活。 （2）向轴承体内加入轴承润滑机油，观察油位应在油标的中心线处，润滑油应及时更换或补充。 （3）拧下真空泵体的引螺塞，灌注引（或引浆）。 （4）关好出管路的闸阀和出口压力表及进口真空表。 （5）点动电机，试看电机转向是否正确。 （6）开动电机，当真空泵正常运转后，打开出口压力表和进口真空真空泵，视其显示出适当压力后，逐渐打开 核电站 反应堆冷却剂系统讲义 本讲义是针对一回路及相关辅助系统的学习。所包含的内容主要分三个方面：一回路主回路系统（RCP），一回路辅助系统（RCV、REA 、RRA、PTR），核安全系统（RIS、EAS、ASG）等。故我们的学习应该从这三方面入手分系统的掌握。本教材在详细介绍OJT206所涉及的系统的基础上结合现场有关操作使大家对OJT206的知识有一个全面的了解。 第一章、反应堆冷却剂系统（RCP） 反应堆冷却剂系统是核电站的重要关键系统。它集中了核岛部分除堆本体外对安全运行至关紧要的主要设备。反应堆冷却剂系统与压力壳一起组成一回路压力边界，成为防止放射性物质外泄的第二道安全屏障。核电站通常把核反应堆、反应堆冷却剂系统及相关辅助系统合称为核蒸汽供应系统。大亚湾压水堆电站一回路冷却剂系统由对称并联到压力壳进出口接管上的三条密封环路构成。每条环路由一台冷却剂主泵、一台蒸汽发生器以及相应的管道、阀门组成。整个一回路共用一台稳压器以及与其相当的卸压箱。反应堆冷却剂系统的压力依靠稳压器的电加热元件和喷雾器自动调节保持稳定。 一、RCP系统的主要安全功能和要求 RCP系统的主要功能是利用主泵驱使一回路冷却剂强迫循环流动，将堆芯核燃料裂变产生的热量带出堆外，通过蒸汽发生器传给二回路给水产生蒸汽，冷却剂在导出堆芯热量的过程中冷却堆芯，防止燃料元件棒烧毁。压力壳内冷却剂还兼作堆芯核燃料裂变产生的快中子的慢化剂和堆芯外围的中子反射层。冷却剂水中溶有硼酸，因此堆内含硼冷却剂又可作为中子吸收剂。根据工况需要调节冷却剂中含硼浓度，可配合控制棒组件用以控制、补偿堆芯反应性的变化。系统内的稳压器用于控制一回路冷却剂系统压力，以防止堆芯产生偏离泡核沸腾。当一回路冷却剂系统压力过高时，稳压器安全阀则能实现超压保护。当发生作为第一道安全屏障的燃料元件棒包壳破损、烧毁事故时，RCP系统的压力边界可作为防止放射性物质泄漏的第二道安全屏障。 为此，对RCP系统安全功能和设计的要求是： 1．系统应提供足够的传递热量的能力，能将堆芯产生的热量带出并传给二回路介质。 2．在正常运行及预期瞬态工况下能对堆芯提供适当的冷却，并保证足够的烧毁余量，防止发生燃料包壳损伤。在事故工况下，为保证反应堆具有冷源，系统的布置要能够使冷却剂淹没堆芯并形成充分的自然循环，以导出堆芯余热，避免燃料超过温度极限。 3．系统应做到冷却剂中含硼浓度均匀；能限制冷却剂温度变化的速率，以保证不出现由这些因素而引起的反应性变化失控。 4．RCP压力边界应能适应与运行瞬态工况相应的温度、压力，并留有余度。 5．任一冷却剂环路管道断裂，不会导致其他管道的损坏，并仍能确保堆芯的冷却。 6．主泵应能提供足够的流量以满足热量转移和堆芯冷却要求。系统和主泵在事故状态下应具有足够的惯性流量；即使在一台主泵转子卡死时也不影响堆芯冷却。 7．蒸汽发生器是系统中唯一与二回路存在交界面的设备，因此要求蒸汽发生器的管子、管板的边界面尽可能避免将堆芯产生的放射性物质泄漏到二回路系统。 8．应能对系统进行泄漏检测。对预料的泄漏，如压力壳密封、主泵及某些阀杆的密封，应通过引漏系统进行收集，防止一回路冷却剂释放到安全壳空间。 9．稳压器应能维持系统正常运行压力，在电站负荷变化和冷却剂温度、体积变化时，压力能被限制在规定的范围内。在电站满功率下甩负荷而反应堆功率未能及时跟踪情况下，反应堆与汽轮机功率失配而引起系统压力上升时，稳压器超压保护应能及时动作。安全阀的排放能力应能使压力波动限制在规定范围内。 核电站反应堆冷却剂系统 核电站 反应堆冷却剂系统讲义 本讲义是针对一回路及相关辅助系统的学习。所包含的内容主要分三个方面：一回路主回路系统（RCP），一回路辅助系统（RCV、REA 、RRA、PTR），核安全系统（RIS、EAS、ASG）等。故我们的学习应该从这三方面入手分系统的掌握。本教材在详细介绍OJT206所涉及的系统的基础上结合现场有关操作使大家对OJT206的知识有一个全面的了解。 第一章、反应堆冷却剂系统（RCP） 反应堆冷却剂系统是核电站的重要关键系统。它集中了核岛部分除堆本体外对安全运行至关紧要的主要设备。反应堆冷却剂系统与压力壳一起组成一回路压力边界，成为防止放射性物质外泄的第二道安全屏障。核电站通常把核反应堆、反应堆冷却剂系统及相关辅助系统合称为核蒸汽供应系统。大亚湾压水堆电站一回路冷却剂系统由对称并联到压力壳进出口接管上的三条密封环路构成。每条环路由一台冷却剂主泵、一台蒸汽发生器以及相应的管道、阀门组成。整个一回路共用一台稳压器以及与其相当的卸压箱。反应堆冷却剂系统的压力依靠稳压器的电加热元件和喷雾器自动调节保持稳定。 一、RCP系统的主要安全功能和要求 RCP系统的主要功能是利用主泵驱使一回路冷却剂强迫循环流动，将堆芯核燃料裂变产生的热量带出堆外，通过蒸汽发生器传给二回路给水产生蒸汽，冷却剂在导出堆芯热量的过程中冷却堆芯，防止燃料元件棒烧毁。压力壳内冷却剂还兼作堆芯核燃料裂变产生的快中子的慢化剂和堆芯外围的中子反射层。冷却剂水中溶有硼酸，因此堆内含硼冷却剂又可作为中子吸收剂。根据工况需要调节冷却剂中含硼浓度，可配合控制棒组件用以控制、补偿堆芯反应性的变化。系统内的稳压器用于控制一回路冷却剂系统压力，以防止堆芯产生偏离泡核沸腾。当一回路冷却剂系统压力过高时，稳压器安全阀则能实现超压保护。当发生作为第一道安全屏障的燃料元件棒包壳破损、烧毁事故时，RCP系统的压力边界可作为防止放射性物质泄漏的第二道安全屏障。 为此，对RCP系统安全功能和设计的要求是： 1．系统应提供足够的传递热量的能力，能将堆芯产生的热量带出并传给二回路介质。 2．在正常运行及预期瞬态工况下能对堆芯提供适当的冷却，并保证足够的烧毁余量，防止发生燃料包壳损伤。在事故工况下，为保证反应堆具有冷源，系统的布置要能够使冷却剂淹没堆芯并形成充分的自然循环，以导出堆芯余热，避免燃料超过温度极限。 3．系统应做到冷却剂中含硼浓度均匀；能限制冷却剂温度变化的速率，以保证不出现由这些因素而引起的反应性变化失控。 4．RCP压力边界应能适应与运行瞬态工况相应的温度、压力，并留有余度。 5．任一冷却剂环路管道断裂，不会导致其他管道的损坏，并仍能确保堆芯的冷却。 6．主泵应能提供足够的流量以满足热量转移和堆芯冷却要求。系统和主泵在事故状态下应具有足够的惯性流量；即使在一台主泵转子卡死时也不影响堆芯冷却。 7．蒸汽发生器是系统中唯一与二回路存在交界面的设备，因此要求蒸汽发生器的管子、管板的边界面尽可能避免将堆芯产生的放射性物质泄漏到二回路系统。 8．应能对系统进行泄漏检测。对预料的泄漏，如压力壳密封、主泵及某些阀杆的密封，应通过引漏系统进行收集，防止一回路冷却剂释放到安全壳空间。 9．稳压器应能维持系统正常运行压力，在电站负荷变化和冷却剂温度、体积变化时，压力能被限制在规定的范围内。在电站满功率下甩负荷而反应堆功率未能及时跟踪情况下，反应堆与汽轮机功率失配而引起系统压力上升时，稳压器超压保护应能及时动作。安全阀的排放能力应能使压力波动限制在规定范围内。 操作规程编号：LX-FS-A44454 往复式真空泵常见故障及排除方法 标准范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑 往复式真空泵常见故障及排除方法 标准范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 往复式真空泵属于活塞式空气压缩机的一种，其特点是真空和活塞，也就是利用活塞的往复运动实现吸入和抽出气体的功能。空气压缩机使用中都会伴随着各种故障，往复式真空泵也不例外。 空气压缩机 往复式真空泵运行中常见故障及排除方法： 1、真空度降低 产生原因：吸入气体温度太高；气阀片与阀座接触不良；阀片磨损；气缸磨损或活塞环太松。 消除方法：加气体冷却装置；进行刮研；换新阀反应堆主冷却剂泵
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