压水堆核电站循环水泵选型分析

装备应用与研究◆Zhuangbeiyingyong yu Yanjiu压水堆核电站循环水泵选型分析张建兵范明波陈文刚(山东电力工程咨询院有限公司，山东济南250100)摘要;介绍了循环水泵的型式和特点，比较了循环水泵的种类、性能结构方案选择等,进而给出了1000 MWe压水堆核电厂采用金属混流泵或混凝土蜗壳泵的推荐方案配置,并分析了各方案的优缺点,最终得出推荐方案。关键词:循环水系统;金属混流泵;混凝土蜗壳泵;流量;扬程0引言曲线).流量与功率(Q-N曲线)的变化曲线与离心泵相似。在循环水系统的主要功能是利用海水对二回路的设备进行实际工程应用中，启动时可先关闭阀门，这时功率最小，电机-冷却。循环水泵作为循环水系统的重要设备,主要功能是向冷般不会被烧毁。离心泵较混流泵有较好的抗汽蚀性能，但不能调叶片;混凝器提供冷却水,使汽轮机的排汽在凝汽器中不断凝结。目前流泵(或轴流泵)可调叶片,但抗汽蚀性能稍差。由于抗汽蚀材我国的核电站都是滨海核电站,均利用海水作为冷却水,循环料的发展及I艺的提高,在实际工程应用中，选用混流泵较多。水系统的总流量很大,故循环水泵的选型和配置方案是否合理将直接影响整个机组的经济性和安全性。2混凝土蜗壳泵和金属混流泵特点比较1循环水泵型式及特 点目前全球大功率核电站的循环水总流量较大,一般应用的水泵的种类很多,按工作原理主要可分为叶片式、容积式循环水泵有金属混流泵(立式)和混凝土蜗壳泵2种。金属混流和其他。叶片式水泵的工作原理是通过叶片的高速旋转而完泵在美国、日本、韩国等国使用较多,混凝土蜗壳泵在欧洲和我国成对液体的压送。离心泵、轴流泵和混流泵等属于此类。叶片的部分核电站使用较多。这2种泵在防腐性能、土建结构、流道式水泵的叶轮人流方向都为轴向,叶轮出流方向有轴向、径向形式、轴向受力等方面存在很大差异，下面简要进行介绍。等方向。离心泵沿径向流出叶轮;轴流泵沿轴向流出叶轮;混2.1混凝土蜗壳泵特点大体积混凝土蜗壳泵首先在I厂内分段预制，然后到现场流泵介于前两者之间,沿着斜向流出叶轮。由于叶片式水泵效组装,这样为现场施工节约了时间和成本，还改善了泵的噪声率高.流量大扬程范围宽,故电站循环水系统-般选用叶片式和振动水平。进水流道是施I现场混凝土制成，且长度较金属水泵。循环水泵选择的主要依据是所需电厂冷却水的总量、扬管短,这样整体结构紧凑,占地面积减少,相比金属外接管,混程以及四季不同工况下都能工作在高效区。选泵的原则是在凝土成本较低,土建施工工程量、土方量减少,减短了施工工满足夏季工况的条件下,考虑其他季节的工况，并尽量减小电期,降低了建设成本。由于采用混凝土施工，流道的耐侵蚀和机的功率,尽量减少建设投资和运行成本。通过对所需冷却水防腐性能较金属管道更强。另外,由于工厂预制部分较多,混总量、扬程进行合理计算后，合理分配每台水泵的流量和对应凝土蜗壳泵设备厂家与现场施工单位之间的接口明显减少。电机的功率。离心泵、轴流泵和混流泵的适用范围如图1循环水流量较大的核电站使用混凝土蜗壳泵显著降低了所示。.泵的噪声和振动水平,提高了流道的耐侵蚀性和抗腐蚀性，减H容积泵少了运行期的维护工作量,降低了建设期和运行期成本。2.2金属混流泵特点离心梨在选定混流泵作为循环水泵后，首先需明确分配每台水泵的流量、扬程.功率等主要技术参数,同时需保证各季节的工况混流泵,都在高效段内。目前国内大型水泵制造厂的该系列水泵高效)轴流泵区--般可达到90%,较大的制造厂甚至能达到93%~94%.混流泵按其结构形式可分为转子可抽式和不可抽式2种。当循环水泵的出口直径小于1 m时,泵的转子一般不可抽,泵的图1水泵型谱图轴向推力由泵的本体推力轴承承担,一般水泵在基础面上出- 般电厂循环水系统流量较大，扬程较低。如: 600 MWe水,泵与电机则采用柔性连接;当水泵的出口直径大于1 m时，机组循环水量在25 m'/s 以上,1 000 MWe机组循环水量在其转子--般为可抽式，泵的轴向推力由电机止推轴承承担,水65 m2/s左右,扬程通常为12~20 m。百万机组核电站需要冷泵多为基础面下出水形式,泵与电机采用刚性连接。却水总量大扬程低,故其选择循环水泵时通常采用低速离心滨海核电站所用立式混流泵对叶片、转轮、管道等材质要泵或混流泵。求较高,儒采用防电化学腐蚀及牺牲阳极等保护方法。目前国混流泵外形、结构都介于离心泵和轴流泵之间，使用中性内大型水泵制中国煤化工防腐要求。能曲线的形状也是介于轴流泵和离心泵之间。与轴流泵相比，3核电厂循MHCNMH G扬程高但流量小;与离心泵相比,流量大而扬程低。由水泵的性能曲线图可看出,对于扬程大的混流泵,其流量与扬程(Q-H以国内某百万电站为例,分别给出使用混凝土蜗壳泵和金5Zhuangbeiyingyong y Yanjiu◆装备应用与研究属混流泵的配置方案(以夏季为例,春秋、冬三季运行参数较4 混凝土蜗壳泵方案.金属混流泵方案优缺点低)。循环水系统参数:每台机组的循环水总流量约为62 m/s,4.1 混凝土蜗壳泵方案优缺点扬程为12. 5 m。采用混凝士蜗壳泵的一机丙泵方案系统简单、成熟可靠、3.1 混凝土蜗壳泵方案现阶段,根据制造厂技术的发展及应用情况，混凝土蜗壳无多余的阀门和管道,且混凝土蜗壳泵水力性能好.防腐性强，泵(单台)流量可达到32 m'/s以上,扬程可达到17 m以上,使国内大型火电和核电都有成熟的应用业绩。但土建与机电接用-机两泵配置可完全满足目前百万机组的总流量和扬程要口多,施工周期长;管路为无阀系统,不利于抑制水锤。求。考虑到一机两泵配置无需设置阀I]管道，供水系统简单可.2 金属混流泵方案优缺点靠,占用厂房面积较小，土建成本较低，且在国内有成熟的设采用金属混流泵-机三泵配置，水泵流量较小，电机功率小，设备国产化率高;水泵台数多，调度灵活;土建结构简单,机计制造、施工、安装业绩,故推荐使用一机两泵配置。电与土建接口少，安装简单;管路设置有控制阀、调节阀,可控3.2金属 混流泵方案如使用该方案,可选择-机两泵、一 机三泵.- 机四泵3种制阀门启闭时间,控制水锤压力。但设备金属部件多,防腐性配置方式。其中，一机两泵配置中每台水泵的要求为:流量能差,后期维护工作量大;水泵台数多,占地面积大;管路中设31 m'/s,扬程12.5 m。此方案单台水泵流量较大,重量、体积置有阀门,增加了故障率。均较大,水泵轴推力也较大,双基础布置,国内无类似参数的水5 结语泵供给。一机四泵配置中每台水泵的要求为:流量15. 5 m'/s, .通过上面的分析,循环系统的水泵配置可采用金属混流泵扬程12.5 m。此方案单台水泵流量较小,重量、体积均较小,水-机三泵方案和混凝士蜗壳泵一机两泵方案。混凝土蜗壳泵泵轴推力也较小，可采用一个基础布置,但该配置需厂房面积方案占地面积较小,系统简单,抗腐性强,故在百万机组电厂推较大，土建成本增加。-机三泵配置中每台水泵的要求为:流荐使用该方案。9量20.7 m'/s,扬程12. 5 m。3个方案相比,此方案单台水泵流量适中,重量、体积均适中,水泵轴推力也适中,也需采用双基[参考文献]础布置,国内类似参数的水泵生产制造比较成熟。综合考虑以[1]刘家春.水泵运行原理与泵站管理[M].北京:中国水利水电出上因素,如使用金属混流泵方案,推荐使用一机三泵配置。版社,2009金属混流泵- - 般有卧式泵和立式泵。通常卧式泵安装在[2]陈汇龙.水泵原理、运行维护与泵站管理[M].北京:化学工业最高水位下,安装维护容易，泵房高度小,但占地面积大,泵室出版社，2004需设计成干室,通风散热条件差,还要考虑防潮.防洪等因素。[3]李亚峰.水泵及泵站设计计算[M].北京:化学工业出版社，立式泵的叶轮-般布置在最低水位以下,电机布置在最高水位2007以上,通风条件好,土建安装复杂,维护工作量大,但占地面积小。由于核电站布置结构紧凑,应尽量减少循环水泵泵房占地收稿日期:2013-02 18面积和进水流道占用面积，因此一般大型核电站通常采用立作者简介:张建兵(1979- ), 男,山西人,硕士研究生,工程师，式泵。主要从事核电项目管理方面的工作。(上接第55页)真空度严重下降,颜色就会变暗,且电流的弧光成为暗红色。路的有效维护,有效遏制电力系统运行故障,进而保证电力系2.2.2检测触头运行状况统的健康运行。因此,工作人员一定要结合以往的工作经验，220kV真空断路器的触头在使用过程中普遍会出现磨损认真做好220kV真空断路器的安装及调试工作,以保证真空问题，或者超出标准的行程,进而影响到触头的正常工作。因断路器的持续良好运作。?此,管理人员还必须在真空断路器投人使用后,定期检验触头状况。其检验工作可以通过以下方法来开展:(1)在安装真空断路器或者是开展定期检修时，管理人员.[1]孙立军.浅谈真空断路器安装调试与检修技术[J].科技风，应认真仔细地按照规范要求对触头弹簧片进行检验，查看其是2009(13)否存在变形或者损伤的问题，同时,要仔细测量触头的超行程[2]谢胜利,孔祥华.10kV真空断路器的安装调试与维护[J].科状况,对存在的问题及时解决。技资讯,2010(21)(2)触头磨损发生于电流的多次开断之后,而磨损一旦出[3]关余平.分析220 kV真空断路器的安装与调试[J].价值工程，现,其行程也会逐渐增加,所以.检验人员必须在开始安装之前[4]李建强. ZW10-12真空断路器安装检修试验[J].经营管理者，2010(29)就对触头的磨损状况进行预防性试验,以把握其预计磨损状况,并在具体投人使用之后认真记录磨损累积数值,在其磨损[5]赵凯胜.试论高压真空断路器的安装测试及维护[J].科技创新2012(16)达到临界值时,定期对触头进行更换,并及时做好对更换触头的重新记录。导报,2012(中国煤化工3结语收稿日期:2MYHCNMH G .作者简介:王维莎(1985- -), 女，山东章丘人，助理工程师,研220 kV真空断路器具有显著的技术优势,其能够实现对线究方向 :220 kV变电站断路器的安装及调试。机电信息2013 年第12期总第366期57