方家山主泵电机整体更换研究

方家山主泵电机整体更换研究

郭鹏飞

中核核电运行管理有限公司浙江省嘉兴市314300

摘要：方家山核电机组商运至今，反应堆冷却剂泵曾出现主副瓦磨损的缺陷，此类缺陷发生后，需要将主泵电机从核岛拆至AC检修车间进行轴承箱的解体检修工作。工作主要内容包括：检查轴瓦并视情况进行瓦块更换，油系统管路冲洗，电机对中等。整个工作预计需要十二至十五个工作日。若进行电机整体更换，可大大简化工作流程，减少对大修工期的占用，节约时间成本。介于方家山机组至今未进行过电机整体更换，在制定方案时要充分考虑可能存在的技术问题。采用头脑风暴法，找到整体更换电机存在的技术难点有：电机互换性、电机与泵的对中、转子动平衡等。该研究对上述技术难点进行分析，分别寻求解决方案。研究结果肯定了整体更换电机的经济性和可行性，本文在技术层面对该工作提供了指导，并提出了主泵检修工作长期优化的方向。

关键字：反应堆冷却机泵；对中；电机整体更换；互换性；时间成本

1.前言

方家山核电主泵选用三轴承结构单级、离心、立式轴流泵。，包括电机上导轴承、电机下导轴承及推力轴承组件以及水润滑导轴承。实质上布置在电机和泵中间位置的轴承组件起到了电机推力轴承、电机下导轴承、泵推力轴承和泵上导轴承的作用。与常见的四轴承结构主泵相比，这样的设计在一定程度上减少了主泵轴向尺寸。但由于轴向力仅由推力轴承承担，整个轴系再设计上采用刚性连接，这对轴连接件，如上下半联轴器及可拆轴的加工精度提出了更加严苛的要求，同时要求安装人员在装配期间的对中精度相对四轴承采用柔性联轴器的主泵要更高。此外，在进行轴承箱预防性解体维修以及轴瓦磨损缺陷维修时，必须将电机连同轴承箱运至检修车间进行解体。

为了降低维修风险，缩短工期，达到合理节约时间成本的目的开展电机整体更换的研究工作。

2.技术难点查找及研究

采用头脑风暴的方法，列出电机更换可能出现的问题，明确电机整体更换的主要技术难点有以下几项：

(1)电机互换性

(2)电机与泵的对中

(3)转子动平衡

2.1电机互换性研究

电机选用的是原厂同型号电机，理论上具有互换性，但在实际工作中仍需要核实各项影响互换性的零部件和配合。备用电机到货后，电气需要核实各接线盒进线开孔尺寸、电机接地线位置、保护装置等。仪控需要检查插头形式是否有变更，探头参数是否有变更等。此次研究仅针对机械部分问题开展。

从机械角度考虑，一方面上电机支座和下电机支座的定位销孔在更换电机之后可能错位，此销仅起到定位作用，因此可以通过扩孔配销的方式进行解决，工时控制在4h之内，不影响整体工作进度。另一方面是以电机轴(Motorshaft)、上半联轴器(Uppercouplinghalf)、可拆轴(Removableshaft)、下半联轴器(Lowercouplinghalf)、泵轴(Pumpshaft)即整个轴系连接的互换性，这是互换性研究的重点。

为方便进行方案研究，按照部件名称做表如下：

表1部件表

图1部件元素关系图

为解决互换性得到以下两种组合方案：

(1)方案一：整体更换可拆轴以及上、下半联轴器。

(2)方案二：仅更换上半联轴器，可拆轴及下半联轴器用原设备部件。

针对两种不同方案列出各自优缺点进行比较

由表3可以看出，方案决策的重点在于，是选择保留销还是保留键。调查实际工期，配键工作工期约为同钻铰配销的3至4倍，且考虑到泵轴安装在R厂房，配键工艺较为困难，决定采用方案二。接下来具体针对方案二进行分析。

表3方案对比

图5同钻铰工艺流程

3.工艺优化与提高

备用电机可在日常阶段提前组装，有充足的时间处理不可预期缺陷，因此整体更换电机将成为电机检修或轴承箱检修的趋势。在未能实际进行电机更换工作之前还很难对现有工艺提出优化的建议，这是将来的重点工作之一。结合工作现状，提出以下提高的方向：

(1)上半联轴器和电机是整套整体更换的，因此可以将电机轴、上半联轴器、键以及连接销进行编码，一方面可以防止混装，另一方面考虑到油密封拆卸过程中容易出现上半联轴器与电机轴卡死拉毛的请况，对这些部件进行拍照存档，既有利于在今后的检修中制定更科学的风险预案，也为备件采购补充提供了依据。

(2)考虑变更可拆轴与联轴器连接螺栓的设计，方便进行在线动平衡。

4.结论

从电机互换性、电机与泵对中、动平衡三个角度对电机整体更换工作进行研究。得出以下结论：

从互换性角度考虑，整体更换电机技术上完全可行。从工艺角度考虑，选择整套更换电机及上半联轴器方案，保留下半联轴器及可拆轴。可拆轴与上半联轴器需要进行同钻铰并配销。

整体更换电机具有可操作性和经济型的特点，是方家山大修优化的必经之路。

参考文献

[1]高培,刘军生,朱健,等.核电站主泵动平衡测试方法:,CN104198119A[P].2014.

[2]杨璋.三轴承支承主泵振动特性研究[J].核动力工程,2015(3):84-87.

[3]杨好学.互换性与技术测量[M].西安电子科技大学出版社,2013.

[4]朱宣权.新型的对中技术与仪器[J].中国设备工程,1995(5):28-30.

[5]丁利.核反应堆冷却剂泵安装与维护中的常见问题分析[J].城市建设理论研究:电子版,2015(19).

[6]方家山主泵运行维护手册（厂家技术文件）