某核电站循环水泵的选择及配置

施工、材料与设备·某核电站循环水泵的选择及配置王东海(核工业第二研究设计院,北京00840)摘要如何选择水泵形式并对其数量进行配置,是核电站设计中一个比较关键的问题。国内某滨海核电站为百万千瓦级压水堆核电站,单台机组的循环水流量达64m/s。介绍了该核电站循环水泵在选择中的思路和重点应考虑的问题,比如选用一机两泵还是一机四泵,特大型混凝土蜗壳泵的可行性、可靠性,驱动方式采用直接连接还是间接连接等。经过分析论证,最终确定采用一机两泵的方案,水泵形式为混凝土蜗壳泵,驱动方式采用间接连接方式。关键词核电站循环水泵混凝土蜗壳泵驱动方式在大型滨海核电站中,利用循环水系统对二回得知如果按照一机两泵,即每台循环水泵的流量路进行冷却,其循环水泵的流量和功率均非常大,在32m3/s,扬程16m,厂家有能力生产单台水泵流量设计时如何选择水泵的形式和较好地对其数量进行32m3s,扬程16m的混凝土蜗壳泵;个别厂家已经配置,是一个非常重要的问题有和二期循环水泵参数非常接近的供货业绩,但是如某核电站二期工程为百万千瓦级压水堆核电如此大参数的混凝土蜗壳泵应用还不够广泛。如果站,其循环水系统的设计参数为:每台机组的循环水按照一机四泵即每台循环水泵的流量16m3/s,扬流量为64m3/s,扬程为16m。而参考电站即一期程16m,上述三个厂家都具备生产能力,而且在国T程亦是百万千瓦级核电站,循环水系统的参数为:内外同类丁程中有供货业绩和成熟经验。每台机组的循环水流量为45m3/s,水泵配置为一机另外,根据向法国专家咨询的结果,法国电力公两泵司(EDF)设计的最大循环水泵为 CATTENOM核国内百万千瓦级核电站的循环水泵形式一般为电站(4×130MW)的循环水泵,其参数:流量混凝土蜗壳泵,常规配置为一机两泵;一般单泵流量24m2/s扬程30m,转速230r/mn,功率为8175kW为22.5m3/s,扬程为16m,电机功率为4500kW。在法国,其标准配置为一机两泵。国内60万kW级核电站的循环水泵形式亦为混凝从与参考电站即一期工程的配套性来看,一机土蜗壳泵,常规配置为一机两泵;一般单泵流量为两泵的方案如果可行,应是首选方案。因为,这种14-~19m3/s,扬程为15~19m,电机功率为3000~方案和参考电站相比最为接近,从工艺布置、系统5000kW。设计、沟道接口、设计采购、工程进度、运行维护管参考国内外核电站的情况,并考虑到与一期工理的方便性等方面都有很大的优势。从经济性来程的配套性,对本工程的循环水泵,拟选用混凝土蜗说根据厂家的初步报价,若用两台流量16m3/s壳泵。国外的混凝土蜗壳泵供货商有:法国Asom的小混凝土蜗壳泵代替单台流量32m2/s的混凝Burgeon、英国Weir、美国 Flowserve等。国内目土蜗壳泵,在设备造价上两台小泵要比一台大泵前尚不具备制造这种特大型蜗壳泵的能力贵50%~60%,而且土建投资也要明显增加1混凝土蜗壳泵方案1.2机两泵方案的可行性和可靠性1.1机两泵方案的确定对于单台流量32m3/s的特大型混凝土蜗壳在方案设计阶段,为∫确定在本工程的循环水泵,国际上可供参考的经验还比较匮乏。而在核电系统中究竟采用一机两泵还是一机四泵,通过与国站这种国家特级工程上,既要保证工程进度,技术经外几家混凝土蜗壳泵生产厂家进行接触和技术交流济做到最优化,又要确保电站的安全运行。这就要给水排水V.32.4200695求我们必须从理论和实际生产能力上对其可行性和mm的轴。可靠性进行论证(3)功率。二期循环水泵的轴功率为5700kW1.2.1一期循环水泵参数国外的蜗壳泵厂曾生产过单台功率达8000kW的单台流量2248m3/s,扬程16m,转速l614r/min电机。功率4000kW,效率91%。(4)业绩方面。根据日前掌握的情况,法国厂家曾为韩国KNU核电站提供过的最大混凝土蜗壳=349泵参数:流量为30.9m3/s,扬程为15.05m,功率式中n—比转数;5300kW,共4台。该泵运转18年来一直良好,几Q流量,m3/s;乎没有任何维修。与本工程的循环水泵参数非常接H—扬程,m;近n——转速,r/min。根据设计院的要求,蜗壳泵厂家提供了满足本1.2.2二期循环水泵参数程设计参数的蜗壳泵性能曲线和水泵布置图。本单台流量32m3/s,扬程16m。通过调整水泵程循环水泵的性能曲线详见图1。根据水泵的性的转速,使得一期和二期的循环水泵比转数基本能曲线,在流量Q=32m3/s,扬程H=16m处,水致。从而使得二期和一期的循环水泵为相似泵。这泵轴功率P=5700kW,效率n=90%,汽蚀余量样即可确定二期循环水泵的转速为135r/minNFSH=6.4m。n=3.65nxQ2=3489000由丁一期和二期的水泵流量、转速均已知,所以可利用水泵的流量相似定律,对一期的水泵进行放大,求出放大系数为1.194(代表叶轮直径的比D2/600根据功率相似定律,二期循环水泵的功率P2=3000HP1×(D2/D1)5×(n2/m1)3=5700kW对于水泵效率,由于水泵的放大系数不大(1.194,未超过2~3),而且抽送同一种液体,可以认为两台泵的效率相等。因此,从理论上来说,二期工程若采用一机两泵的方案,循环水泵的流量扬程等性能是完全可以满NPSH足工程要求的。混凝土蜗壳泵的结构形式比较简单,其主要部000件仅为:叶轮、泵壳、轴及轴套、轴承、密封、轴承攴撑0000托架、驱动联轴器。预埋件包括:上部口环、下部口流量:lLs环、分水角、吐出管。下面就针对主要部件作进图1壳泵性能曲线步的分析:综上所述,从水泵相关理论和厂家的设计制造(1)叶轮。二期循环水泵叶轮直径为能力等方面综合考虑,在二期采用一机两泵,即单泵3385mm,国外的蜗壳泵厂曾生产过直径4000mm流量32m3/s的混凝土蜗壳泵是可行的。的叶轮。1.3注意事项(2)轴、轴承、推力轴承。二期循环水泵的轴直在工程中为了确保这种特大型水泵的运行安径约为450mm,国外的蜗壳泵厂曾生产过直径500全,还应特别注意以下几点。96给水排水vol.32N.42006(1)由于水泵的吸水流量巨大,为了避免汽蚀车的起吊重量、起吊高度和运输通道,增加维修空和涡流,水泵吸入口的标高至少要比设计低潮水位间,使得泵房的尺寸在长度和高度方向上加大。低2m。在经济性方面,低速电机的投资比高速电机(含(2)为了进一步确保水泵的性能,必须要求水齿轮箱)高30%~50%。而在经验积累方面,间接泵供货商进行水泵的模型试验,模型试验的比例不连接方式在国际上已经有近150年的历史,有良好得小于1/15。通过模型试验可以初步确定水泵的的使用运行经验。国内已有3座核电站采用了间接各种性能曲线参数,并可以进一步确认水泵吸水流连接方式,也积累了相当丰富的经验。据了解直接道的布置,以核实是否会产生旋涡气泡等。连接方式仅有10年左右的应用经验。因此,二期的2循环水泵驱动方式的确定循环水泵仍采用间接连接方式循环水泵的驱动可釆取直接连接和间接连接两3结论种方式(见表1)。直接连接即用低速电机直接驱动以上分析结果及一期工程的经验反馈表明,混循环水泵;间接连接即用高速电机经减速齿轮箱驱凝土蜗壳泵运行可靠,经济性强,水泵的组合效率动循环水泵,国内已有两座核电站及本项目一期工高。从整个核电站的安全性、经济性、工程进度等方程都是采取的这种方式。面综合考虑,对于二期工程向业主推荐的循环水泵表1两种驱动方式的优缺点比较的形式和配置为:形式,混凝土蜗壳泵;配置,1台机间接连接直接连接组2台混凝土蜗壳泵;参数,流量32m3/s,扬程16投资低可靠性好m,转速135/min;驱动方式,间接连接。日前,业起吊重量小维护工作简单主已经按照设计阬提供的设计方案和技术规格书完可靠性略差投资高成了本工程循环水泵的招投标工作并与供货商签订需要更多的维修和备件等起吊重量人了合同根据Weir和 Alstom Bergeron公司的介绍,二期的循环水泵(单台流量32m3/s)如果采用间接连令通讯处:100840核工业第二研究设计院建筑所接,电机重量约30t,齿轮箱重量10t;如果采用直电话:(010)88022623/2619接连接,电机重量将达70~80t,电机尺寸约为:长E-mail:bine-jz2s(@126.com6500mmn,宽5200mm,高4500m,转速135r/min,传真:(010)88022611功率6000kW。采用直接连接将会加大泵房内吊收稿口期:2005-10-18++“+“+“++-+·+++"+"…+-“+“+“+“+“十“+“+-年内石家庄市将建成9座污水处理厂河北省省会石家庄206年污水处理厂建没进度将成晋州市污水处理厂、新乐市污水处理厂平山县污水处:出现重大变化,预计可新建成污水处理厂9座,处理能理厂、鹿泉市污水处理厂利辛集制革小区污水处理厂力将增加89.3万m/d这5座污水处理厂总投资额达25.5千万元,新增污水处目前石家庄市的工业废水在严格的环境管理下,大理能力近13万m/d,2006年,将再建成石家庄桥东区部分已得到了有效控制,但生活污水日前还不能得到完污水处理厂、正定县污水处理厂、矿区污水处理厂、藁城全控制特别是在市区,由于人口密度大生活污水排量市污水处理厂、无极县污水处理、灵寿县污水处理厂、t多,仅有的桥西污水处理厂和高新区污水处理,只能元氏县污水处理厂、栾城县污水处理厂、赵县污水处理厂处理生活污水的2%左右,市区周边各县(市)污水排等9座污水处理厂。其中处理能力达到50万m/d的桥放量也在不断增加牛活污水已成为影响区以及下游东污水处理投人运行后,将效解决城市污水改善区水环境的一个主要原因。域水环境为解决污水带来的污染问题,石家庄市2005年新建(通讯员陈艳萍)+++“+“+”十·十十“+“十“+"给水排水va.32N420067