主泵论文3

对田湾核电站主泵叶轮不符合项处理的分析

1.有关主泵及其叶轮的几点情况

1.1 主泵技术规格书中有关主泵的一些描述：

（1）按照主泵技术规格书规定，ГЦНА-1391主泵机组开发和制造由圣彼德堡机器制造中央设计局承担；

（2）ГЦНА-1391主泵电动机的开发和制造的子承包商是乌克兰电力建设部中央设计局；

（3）主泵技术规格书写到：“泵机组的第一台工业样机应按照经中方同意的田湾核电站的ГЦНА-1391主泵的第一台工业样机鉴定大纲和技术进行不少于500小时鉴定试验，中方代表将参加该试验。”

“试验结果应写入试验报告，以确定试验结果的正负偏差，以及确定该样机是否可提交田湾核电站使用。”

（4）按照附录H在“汽轮机甩负荷”期间，转子的转速增加到正常转速的110%。

从以上描述可以看出，ГЦНА-1391是新型的主泵机组，尽管叶轮仍然是叶片与前后盖板焊接结构，与前者的叶轮（195-42-0130СБ）基本相同，但ГЦНА-1391主泵是在从来没有生产过主泵的工厂制造的，由于对工艺的掌握和实施并不完全一致，因此主泵叶轮与前苏联或乌克兰生产叶轮（195-42-0130СБ）在实施工艺上不完全有可比性。1.2 叶轮

1.2.1主泵叶轮制造情况

主泵叶轮由以下四个主要零件组焊而成：

★环(ring)1391-42-1007

★后盖板（main plate）1391-42-1010

★前盖板(cover plate)1391-42-1011

★ 6个叶片1391-42-1012

后盖板由12Х18Н10Т奥氏体不锈钢按ОСТ108.109.01-92 II Б的要求制成。

叶片由16mm厚的12Х18Н10Т钢板热压制成叶片形状，与前后盖板相对的地方，开出焊缝坡口，再与前后盖板组焊成叶轮毛坯后，外圆略微车削到所需尺寸。

1.2.2 缺陷在1#机组各台泵的叶轮中的分布概况

在《田湾核电站重要质量问题专题汇报》中，对叶轮缺陷有如下描述：

“第二次役前检查中对主泵的检查中发现如下缺陷：

（1）在1#主泵工作叶轮上发现一个表面缺陷，尺寸为4×1.5mm，深度约2mm，两头

呈尖角状；

（2）2#主泵工作叶轮经过渗透检查，在主金属及焊缝上发现1个超标显示和3个线性显示，线性显示最大长7mm，点状最大直径约6mm；

（3）3#主泵工作叶轮经渗透检查，在母材及焊缝上发现1个超标显示和2个线性显示，线性显示长3mm，点状显示直径5mm；

（4）在4#主泵工作叶轮上发现2个表面缺陷，一个4×1mm，深度约2mm，另一个2×1mm，深度约1mm，在打磨后这些缺陷进一步检查，在一片叶片的进口边发现一条长度40mm裂纹。

俄方将叶轮焊接缺陷分为三类，即焊缝夹渣、裂纹和结构性未焊透。

按照俄方的工艺，叶片只在向后盖板和前盖板两侧开出坡口，由于叶片为复杂的空间扭曲形几何形状，同一条T型焊缝在不同断面，所开坡口形状各异，有的是单面坡口，有的是双面坡口，同一条焊缝，可能有2～4毫米钝边差异。由于叶片与前后盖板在各点的倾角不同，叶片与前后盖板的T型焊缝有的地方无法清根，造成部分焊缝结构上未焊透，俄方认为，方2004年8月这种结构上未焊透是允许的。

为了证实以上情况，俄提交了原苏梅厂（Sumski Plant）ГЦН-195M型主泵叶轮图（195-42-0129СБ；195-42-0130СБ），该图的确注明了195型叶轮的T-型焊缝可以不清根。

2主泵冷、热态试验情况

弄请主泵叶轮的裂纹是在生产过程中还是在运行中产生的，是原发缺陷还是后发缺陷，这对分析和解决叶轮缺陷问题的方法和路径十分重要。

因此，笔者对1#机组的四台主泵冷、热态试验情况作了调查，查阅了试验程序和试验报告，试验有如下结论：

（1）试验报告合格，结果符合各项基本要求，可以接受。

（2）本报告满足试验验收准则（包括：系统设计要求，或试验报告列出的，或者试验程序列出的要求等）。

（3）试验已严格按程序的要求进行。

（4）试验参数符合要求，在允许偏差范围之内。

查阅到所有测试仪表都经过校验，并在有效期内，测试数据可信。从运行数据看到，在冷、热态试验中，叶轮的缺陷没有影响运行试验结果。

如果叶轮的裂纹缺陷是在运行中产生的，说明主泵在运行过程中叶轮有质量迁移，即使微小的裂纹都会造成泵转动不平衡，而引起附加振动。但在冷热态试验过程中，均没有

发现这种现象。

为了弄清叶轮裂纹是原发缺陷还是后发缺陷；是在生产过程中产生而由于某种原因将 缺陷带到电站运行现场，因此很有必要对尚未运行的2#岛的主泵叶轮进行同样的PT 检查，如果也发现同样的缺陷，则缺陷可说明是原发的。

后来对2#岛主泵的叶轮检查的结果，也发现了同样的缺陷。这说明叶轮缺陷不是由于运行负荷造成的。

3 主泵叶轮盖板和叶片试算情况

3.1 等厚度叶轮前盖板

3.1.1 前盖板的应力

叶轮的应力主要是由离心力引起的，半径越小的地方，圆周应力越大。叶轮的前盖板可视为等厚盖板，其近似值由下式计算：

)1...(............................................................].........[825.02σγ

σ<=u g

如果，[]σσ〈 说明运行中，盖板满足强度要求。

式中，σ——盖板中D 0=φ812mm 处的圆周应力（kg/cm 2）; γ——材料的重度(kg/cm 3)；3101.8-⨯=γ (kg/cm 3);

g=980

u 2——盖板外径的圆周速度（cm/s ）;

)/(2s cm r u ω=；

[σ]——许用应力（kg/cm 2）。

奥氏体钢的许用应力[σ]=σS /(3～4)，

其中，S σ——材料的屈服极限或2.0σ

按照俄方提供的材料R P0.2=196MPa(在t=300°C,

MPa R T p 157

20=。,MPa R T m 353=时)。 按照俄方提供的材料数据，计算得安全系数约为12。

3.1.2 后盖板的应力

后盖板为等强度叶轮盖板，盖板任意直径D X 处的厚度b X 可按下式计算： {}())2......(............................................................4][222

222cm e b b D D g X -⨯⨯=σωγ

式中， b 2——叶轮出口处的盖板厚度（cm ）;

e ——自然对数，e=2.71828

ω ——叶轮角速度（rad/s ）

由于后盖板为等强度叶轮盖板，前盖板已经满足强度要求，后盖板显然比前盖板安全可靠。

3.1.3 叶轮叶片厚度

（1）叶片厚度的计算