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GFR系统主油泵切换不成功原因分析

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：李晓辉彭建宇邸志刚

[导读] 摘要：在油泵切换调试过程中，往往会出现机组主油泵切换不成功的事件发生，不仅会影响供油系统的正常运行，还会引起重大的经济损失。

        摘要：在油泵切换调试过程中，往往会出现机组主油泵切换不成功的事件发生，不仅会影响供油系统的正常运行，还会引起重大的经济损失。某核电厂2号机组满功率运行，运行人员执行Y2GFR0101PO向Y2GFR0102PO主油泵的切换试验。运行人员两次启动Y2GFR0102PO主油泵均未正常建立油压，对Y2GFR0102PO主油泵注油约1L后再次启泵，切换成功。对于切换不成功的原因进行分析，并制定纠正措施。
        关键字：主油泵；切换；不成功；原因
        Abstract: In the process of oil pump switching commissioning, unsuccessful switching of the unit's main oil pump often occurs, which will not only affect the normal operation of the fuel supply system, but also cause significant economic losses. The No. 2 unit of YJ Nuclear Power Plant was running at full power, and the operator performed a switchover test of the main oil pump Y2GFR0101PO to Y2GFR0102PO. The operator started the Y2GFR0102PO main oil pump twice without establishing oil pressure normally. After filling the Y2GFR0102PO main oil pump with about 1L of oil, the pump was started again and the switch was successful. Analyze the reasons for the unsuccessful switchover and develop corrective actions.
        Keywords: main oil pump; switching; unsuccessful; reason
        0 引言
        如果在主油泵切换试验过程中不成功，导致机组的供油系统不能正常的运作，机组内的油压会急速下降，从而导致油泵不能启动，严重的会引起事故，造成重大的经济损失和危害。本文针对Y2GFR系统主油泵切换不成功的现象进行分析，找到问题所在。
        1 事件背景
        2015年05月04日，某核电厂2号机组GFR系统主油泵定期切换试验无异常。2019年02月04日至03月09日Y203大修，期间Y2GFR0102PO整体更换油泵、三个油站抗燃油整体更换。2019年05月13日，Y203大修后2号机组GFR三台油站定期切换，1号油站Y2GFR0101PO切至Y2GFR0102PO主油泵，第一次Y2GFR0102PO主油泵启动未能正常建立油压，切泵不成功。YMM/YMI检查现场设备、控制逻辑无异常，重新启动试验，第二次Y2GFR0102PO主油泵启动正常建压，切泵成功。2019年05月27日，Y2GFR0102PO主油泵停备7天，机械人员持票对Y2GFR0102PO进行注油，注油时发现主油泵内油位较低，且注油管内存在气泡，注油排气后主油泵切换一次成功。2019年06月20日，Y2GFR0102PO再次切泵试验，连续2次启动切换不成功。机械人员持票对Y2GFR0102PO主油泵注油，切换成功。
        根据国华台山电厂、国华宁海电厂、惠州平海电厂、华润汕尾电厂EH油泵的运行情况反馈，其中国华台山电厂和国华宁海电厂反馈EH油泵出现过类似故障。但故障也未得到彻底解决，内外部电厂EH油站运行情况如表1所示。
        表1 内外部电厂EH油站运行情况

        2 GFR功能及工作原理
        2.1 GFR功能
        某核电GFR系统采用分模块化设计，设计有三台供油油站，主要功能分别为GRE/GSE高、低压驱动机构提供动力油源。其中GFR高压供油模块（1号油站）为高压汽门驱动机构提供动力油源，其余两个GFR低压供油模块（2/3号油站）为低压汽门驱动机构提供动力油源。
        2.2 GFR的工作原理及运行参数
        GFR主油泵为压力控制的轴向柱塞泵，其原理图和结构示意图如如1，图2所示，油泵的出口压力通过调整油泵斜盘的斜度确定，而油泵斜盘又是通过泵的调压装置来调节斜盘的控制油压实现。调压装置由滑阀和调节螺钉等部件组成，正常运行中，油泵出口压力整定后，油泵斜盘保持固定的斜度。当油泵的出口油压或流量有变化时，调压装置滑阀的两端油压发生变化，滑阀在两端压力差的作用下移动，使控制油泵斜盘的油压变化，改变油泵斜盘斜度进而达到调整油泵出口油压的目的。GFR系统主要运行参数及相关保护定值如表2所示。

        图1 轴向柱塞泵原理图图2 轴向柱塞泵内部结构图
        表2 GFR系统主要运行参数及相关保护定值

        3原因分析
        为了找到Y2GFR系统主油泵切换不成功的原因，本文从设计、制造、安装、调试、运维方面分析导致该问题的原因。
        3.1设计分析
        某核电厂GFR系统由上汽厂设计制造及整体供货，GFR主油泵配套力士乐生产制造的轴向柱塞泵（型号：AE A10VSO 45 DRG/31R-VPA12N00），立式固定于GFR油箱盖板下面，GFR油站容积1200L，正常运行期间，油位控制在700~800L，1/4部位的主油泵被浸在抗燃油中，主油泵的进油管口、排油管口在抗燃油液位以下。每个GFR油站安装有2台主油泵，泵上设计有进出口油管线、排油管线、溢流阀、溢流阀管线和注油管线（主油泵布置如图3），注油管线通过GRE/GSE执行机构回油管引入（注油管线如图4），回油管设有逆止阀，设计回油压力约1bar。通过排查发现主油泵在停备期间，泵壳内存油会慢慢的流失，虽厂家设计有注油管，但泵壳内存油仍会流失。因此可以得出，在GFR系统原始设计时，可靠性较差，从而导致油泵无法存油，泵体积气。

        图3 GFR主油泵布置图图4 GFR主油泵注油管示意图
        3.2制造、安装、调试分析
        Y203大修前GFR系统已正常运行3个燃料周期，因此可以得出，设备在制造、安装、调试阶段没有出现异常，即证明Y2GFR系统主油泵切换不成功与制造、安装、调试无关。
        3.3设备维修分析
        Y203大修GFR系统相关主要检修项目有：Y2GFR0102/0302/0301PO主油泵整体更换、所有Y2GFR主油泵联轴器检查、Y2GFR三个油站抗燃油全部更换、Y2GFR三个油站油循环冲洗、Y2GFR油冲洗后更换滤网及查漏、主油泵出口调节阀活动性试验和Y2GFR系统压力整定等。
        在主油泵整体更换期间，通过查询主油泵的检修及试验报告，没有出现异常。通过进行主油泵出口调节阀活动性试验，排除GFR主油泵调节阀出现偶发性卡涩原因。分析GFR油站换油和油循环冲洗，对比Y203大修前后GFR油质各指标化验结果，虽然没有出现异常，但是需要进一步的分析出现异常的原因是否与换油有关。
        综上分析：“Y2GFR系统1号油站主油泵切换不成功”的根本原因为GFR主油泵停备时泵内存油流失，泵内积气造成主油泵启动后油压建立异常导致切换不成功，根本原因为：GFR油站原始设计可靠性差。
        参考文献：
        [1]闫佳男.汽轮机主油泵不能正常切换原因分析[J].通用机械,2014(07):75-77.
        [2]袁绍闯.汽轮机主油泵吸不上油的原因分析及处理措施[J].装备制造技术,2013(11):91-92.
        [3]吴杨辉,朱春凤,刘专,鲁锦.某电厂汽轮机主油泵不能正常切换的原因分析[J].润滑与密封,2013,38(02):106-108.