CN104806533A - 一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统，包括轴向依次连接的前置泵、电机、齿轮箱和主给水泵，以及一个定时采样器和一个变频器；所述前置泵的出口与所述主给水泵的进口之间通过主给水泵进口管连接；所述主给水泵的出口连接主给水泵出口管，所述前置泵的进口连接前置泵进口管，所述主给水泵出口管的出口与所述前置泵进口管的进口之间设有电动调节阀；所述前置泵进口管上还设有一套温度调节系统；所述主给水泵上设有轴承、轴承体以及机械密封，所述轴承和轴承体上均设有温度传感器，所述轴承体上设有位移传感器；所述定时采样器与所述温度传感器和所述位移传感器连接，并定时从所述温度传感器和所述位移传感器上读取数据。

Description

一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统

技术领域

本发明涉及一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统。

背景技术

主给水泵是百万千瓦级核电站简中的中组成部分，主给水泵的主要性能指标有：主给水泵的常温性能、前置泵汽蚀性能，主给水泵汽蚀性能，主给水泵变转速性能，主给水泵热冲击性能，主给水泵在180℃热态性能，主给水泵冷、热冲击性能，主给水泵最小流量，主给水泵热态耐久性能等。其中任何一个性能不过关都将给核电站的运行带来致命的影响。因此主给水泵出厂前的检验十分重要。因此设计建造一种核电站主给水泵试验系统，以满足主给水泵样机研发及产品出厂联调试验是十分重要的。目前国内还没有一套核电站主给水泵试验系统，能满足对主给水泵进行热态耐久性能试验的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统，能满足对主给水泵进行耐久性能试验的需要。

实现上述目的的一种技术方案是：一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统，包括轴向依次连接的前置泵、电机、齿轮箱和主给水泵，以及一个定时采样器和一个变频器；

所述前置泵的出口与所述主给水泵的进口之间通过主给水泵进口管连接；

所述主给水泵的出口连接主给水泵出口管，所述前置泵的进口连接前置泵进口管，所述主给水泵出口管的出口与所述前置泵进口管的进口之间设有电动调节阀；

所述前置泵进口管上还设有一套温度调节系统；

所述主给水泵上设有轴承、轴承体以及机械密封，所述轴承和轴承体上均设有温度传感器，所述轴承体上设有位移传感器；

所述定时采样器与所述温度传感器和所述位移传感器连接，并定时从所述温度传感器和所述位移传感器上读取数据。

进一步的，其还配备有一套冷却系统，包括冷却水池、冷却水泵、第一冷却水进口管，第一冷却水出口管，以及冷却水出口，所述冷却水泵连接所述冷却水池，所述冷却水泵通过第一冷却水进口管连接所述电机的冷却器、所述前置泵和所述主给水泵上的冷却夹套和机械密封，所述第一冷却水进口管上设有第一冷却水进口阀门，所述主给水泵的机械密封上设有湿度传感器，所述湿度传感器与所述设有与所述定时采样器连接；

所述电机的冷却器、所述前置泵和所述主给水泵上的冷却夹套和机械密封，与所述冷却水出口之间通过所述第一冷却水出口管连接。

再进一步的，其还配备有一套润滑油系统，包括润滑油站，以及将所述润滑油站与所述前置泵、所述电机、所述齿轮箱和所述主给水泵上的润滑油进口相连的供油管，以及将所述润滑油站与所述前置泵、所述电机、所述齿轮箱和所述主给水泵上的润滑油出口相连的回油管。

更进一步的，所述冷却系统还包括第二冷却水进口管和第二冷却水出口管；所述第二冷却水进口管连接所述冷却水泵和所述润滑油站，所述第二冷却水出口管连接所述冷却水出口和所述润滑油站。

进一步的，所述定时采样器上设有报警器，所述定时采样器完成所有采样后，所述报警器报警。

进一步的，所述温度调节系统包括旁接在前置泵进口管上的补水系统，所述补水系统包括补水水源、补水泵、补水泵供水调节阀和补水泵出口排空阀，所述补水水源与所述前置泵进口管之间通过所述补水泵和所述补水泵供水调节阀连接，所述补水泵供水调节阀的进口端与所述补水水源之间还通过所述补水泵出口排空阀连接。

所述温度调节系统还包括旁接在所述前置泵进口管上的排空管以及位于所述排空管上的排空电动调节阀。

所述温度调节系统还包括位于所述主给水泵出口处，连接所述排空电动调节阀和所述补水泵供水调节阀的回路温度传感器。

采用了本发明的一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统，包括轴向依次连接的前置泵、电机、齿轮箱和主给水泵，以及一个定时采样器和一个变频器；所述前置泵的出口与所述主给水泵的进口之间通过主给水泵进口管连接；所述主给水泵的出口连接主给水泵出口管，所述前置泵的进口连接前置泵进口管，所述主给水泵出口管的出口与所述前置泵进口管的进口之间设有电动调节阀；所述前置泵进口管上还设有一套温度调节系统；所述主给水泵上设有轴承、轴承体以及机械密封，所述轴承和轴承体上均设有温度传感器，所述轴承体上设有位移传感器；所述定时采样器与所述温度传感器和所述位移传感器连接，并定时从所述温度传感器和所述位移传感器上读取数据。其技术效果是：能满足对主给水泵进行热态耐久性能试验的需要。

附图说明

图1为本发明的一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统的结构示意图。

图2为本发明的一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统中定时采样器与温度传感器、湿度传感器以及位移传感器连接示意图。

图3为本发明的一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统中回路温度传感器与排空电动调节阀，以及补水泵供水调节阀连接的示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：

请参阅图1，本发明的一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统包括沿轴向依次连接的前置泵11、电机12、齿轮箱13和主给水泵14。其中前置泵11转轴的第二端部连接电机12转轴的第一端部，电机12转轴的第二端部连接齿轮箱13的输入端，齿轮箱13的输出端连接主给水泵14转轴的第一端部。

前置泵11的出口和主给水泵14的进口之间设有主给水泵进口管21，主给水泵进口管21的管径为600mm，设计压力为6.3Mpa。主给水泵14的进口处的设计压力为11MPa，管径为500mm。由于前置泵11的出口与水平地面的夹角为63°，主给水泵14的进口与水平地面的夹角为63°,所以主给水泵进口管21为架空布置。另外在主给水泵进口管21的顶端设有排气管路，以控制主给水泵进口管21内的压力。

主给水泵14的出口连接主给水泵出口管22，主给水泵出口管22的管径为500mm，设计压力16.0MPa。前置泵11的进口连接前置泵进口管23。主给水泵出口管22的出口与前置泵进口管23的进口之间设有电动调节阀25。前置泵进口管23的管径，由从与电动调节阀25连接一端的500mm，渐变到与前置泵11的进口连接一端的700mm，前置泵进口管23的设计压力4.0MPa。

电动调节阀25的管径为500mm，压力等级为16.0MPa，设计温度为230℃。电动调节阀25至前置泵11的进口之间，即前置泵进口管23内属低压区。前置泵进口管23的最高处设有排气管路，以控制前置泵进口管23内的压力。主给水泵14的出口到电动调节阀25之间，即主给水泵出口管22内属于高压区，设计压力为16.0MPa，在主给水泵出口管22的最高处设置排气管路，以控制主给水泵出口管22内的压力同时在前置泵进口管23上还设有喷嘴流量计24。

前置泵11、主给水泵14、主给水泵进口管21、主给水泵出口管22、电动调节阀25和前置泵进口管23构成了符合GB/T3216标准要求的环形的取压回路，保证该取压回路内压力的稳定性。

前置泵进口管23上还连接有补水系统4，补水系统4在电动调节阀25出口一侧与前置泵进口管23连接，补水系统4包括补水泵41、补水泵供水调节阀42和补水泵出口排空阀43，补水水源44与前置泵进口管23之间通过补水泵41和补水泵供水调节阀42连接，向所述取压回路补水。补水泵供水调节阀42的进口端与补水水源44之间通过补水泵出口排空阀43连接。

在前置泵进口管23上增加了一个主气动切断阀32。前置泵进口管23上旁通一条位于主气动切断阀32进口端的排空管26，排空管26上设有排空电动调节阀27，以调节排空管26的开闭，以及排空管26开启后的流量。主给水泵14出口处设有回路温度传感器9，回路温度传感器9与排空电动调节阀27以及补水泵供水调节阀42连接，当回路温度传感器9检测到所述取压回路中的水温度上升到180℃以上时，同时开启排空电动调节阀27以及补水泵供水调节阀42，在所述取压回路中的水温度下降到180℃以下时，则同时关闭排空电动调节阀27以及补水泵供水调节阀42。

排空管26，排空电动调节阀27、补水系统4和回路温度传感器9构成温度调节系统。

本发明的一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统，还配备有一套润滑油系统，润滑油系统5包括一套润滑油站51，以及将润滑油站51与前置泵11、电机12、齿轮箱13和主给水泵14上的润滑油进口相连的供油管52，以及将润滑油站51与前置泵11、电机12、齿轮箱13和主给水泵14上的润滑油出口相连的回油管53。润滑油站51的供油量为630L/min，供油压力为0.6MPa，前置泵11、电机12、齿轮箱13和主给水泵14上的润滑油进口处以及前置泵11、电机12、齿轮箱13和主给水泵14上的润滑油出口处均设有油压调节阀54，保证前置泵11、电机12、齿轮箱13和主给水泵14内各轴承的润滑油压力为0.15～0.25MPa。

本发明的一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统，还配备有一套冷却系统，包括冷却水池61，冷却水泵62，第一冷却水进口管63，第二冷却水进口管64、第一冷却水出口管65、第二冷却水出口管66，以及冷却水出口67。冷却水泵62连接冷却水池61，以将冷却水池61内的凉水导入冷却系统，冷却水泵62通过第一冷却水进口管63连接电机12上的冷却器进口，前置泵11两端的冷却夹套的进口，主给水泵14两端的冷却夹套进口、前置泵11的机械密封的冷却水进口和主给水泵14的机械密封的冷却水进口。冷却水泵62通过第二冷却水进口管64连接润滑油站51的冷却器的进口。第一冷却水进口管63上设有第一冷却水进口阀门68，第二冷却水进64上设有第二冷却水进口阀门69，冷却水泵62设有压力表，监控冷却水压力，保证各设备降温效果。电机12上的冷却器出口，前置泵11两端的冷却夹套的出口，主给水泵14两端的冷却夹套的出口、前置泵11的机械密封的冷却水出口，以及主给水泵14的机械密封的冷却水出口通过第一冷却水出口管65连接冷却水出口67，润滑油站51的冷却器的出口通过第二冷却水出口管66连接冷却水出口67，以将冷却水排出。

同时前置泵11、电机12、齿轮箱13和主给水泵14还同时高压配电系统，所述高压配电系统的容量为35kVA，进线电压为10kV，可转换成6.6kV或3.3kV用电电压后，向前置泵11、电机12、齿轮箱13和主给水泵14供电。同时核电站主给水泵热态耐久性能试验系统还包括一个变频器，驱动主给水泵14变频启动，缓解启动电流对电网的冲击。所述变频器的变频范围0～60Hz。

为了检测主给水泵14的热态耐久性能，主给水泵14的各个轴承和轴承体上设有温度传感器81，以检测各轴承和轴承体表面的温度，轴承体上设有位移传感器82，以检测轴承体的振动和轴振，主给水泵14的机械密封表面设有湿度传感器83，以检测所述机械密封的渗漏情况。

温度传感器81、位移传感器82和湿度传感器83均与定时采样器8连接，定时采样器8上设有报警器84和数据发送装置85。

在使用本发明的一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统对主给水泵进行试验时，首先打开冷却系统6、润滑油系统5和补水系统4。补水系统4补充的水在所述取压回路内闭环循环，补水系统4补充的水在闭环循环的过程中被加热至180±3℃。

在进行热态介质温度调节时，在首先打开冷却系统6、润滑油系统5和补水系统4。当前置泵11进口的温度大于180℃时，开启排空电动调节阀27和主气动切断阀32，对所述取压回路进行降温，使前置泵进口管23内的温度在180±3℃之间，压力为2.0MPa左右，温度等于180℃时，逐渐开启排空电动调节阀27和主气动切断阀32并监控补水泵供水调节阀42的流量，以使前置泵进口管23内的压力在3.0Mpa左右。温度小于180℃时，逐渐关闭排空电动调节阀27和主气动切断阀32并监控补水泵供水调节阀42的流量，以使前置泵进口管23内的压力在3.0Mpa左右。

在对主机数泵14进行热态耐久性能测试时，先启动主给水泵14和电机12，电机12带动主给水泵14运转，使电机12的启动频率为35Hz，开启调电动调节阀25，使主给水泵14的输出流量为2660m³/h，然后电机12依次在40Hz，45Hz和50Hz下依次工作3min，主给水泵14对应输出流量为3040m³/h、3420m³/h、3800m³/h。然后对所述取压回路进行热态介质温度控制，将所述取压回路内的压力调整到2.0Mpa。对于主给水泵14热态耐久性能测试时间应大于12小时，在设计点，即输出流量3800m³/h的时间应大于8小时。定时采样器8每隔20min通过主给水泵14各轴承表面的温度传感器81记录一次主给水泵14各轴承表面的温度。定时采样器8每隔20min通过主给水泵14轴承体表面的位移传感器82记录一次主给水泵14轴承体的振动和轴振。定时采样器8每隔20min通过主给水泵14机械密封表面的湿度感器83记录一次主给水泵14机械密封的渗漏情况。定时采样器8上设有报警器84，当定时采样器8的采样工作完成，即定时采样器8计时满12小时，报警器84报警，同时数据发送装置85向独立于本发明的一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统的远程主机发送温度传感器81、位移传感器82和湿度传感器83所记录的数据。

待耐久性能实验完成后，调节排空电动调节阀27和补水泵供水调节阀42，将所述取压回路进行降温，降温速率1～2℃/min，直至所述取压回路内的温度降到50℃左右。

主给水泵14及取压回路上设置一次检测仪表，如流量计、扭矩仪、压力传感器、温度传感器等。所检测的相应参数，转换成4～20mA的模拟量上传到操作柜里，由远程主机进行读取，并进行以下工作，试验数据自动采集，数据自动处理并打印；试验记录自动保存查询；试验数据生成后，自动完成逐点计算、曲线拟合，插值、打印试验报告、绘制特性曲线等工作。在热态耐久性能试验中能连续无人化全自动采集数据。

远程主机数据监控，远程主机监控界面能反映系统的试验工况，可以对该核电站主给水泵热态耐久性能试验系统实时监测、显示和报警。点击主监控画面的控件可以自动放大并且显示监控点的监测其它三台辅助计算机分别显示各控件的放大画面，并且自动显示各监控点实时监测、显示和报警。试验方法和试验过程均按GB/T 3216《回转动力泵水力性能验收试验1级和2级》(等效于ISO 9906)中1级要求。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统，包括轴向依次连接的前置泵、电机、齿轮箱和主给水泵；其特征在于：

所述核电站主给水泵热态耐久性能试验系统还包括一个定时采样器和一个变频器；

所述前置泵的出口与所述主给水泵的进口之间通过主给水泵进口管连接；

所述主给水泵的出口连接主给水泵出口管，所述前置泵的进口连接前置泵进口管，所述主给水泵出口管的出口与所述前置泵进口管的进口之间设有电动调节阀；

所述前置泵进口管上还设有一套温度调节系统；

所述主给水泵上设有轴承、轴承体以及机械密封，所述轴承和轴承体上均设有温度传感器，所述轴承体上设有位移传感器；

所述定时采样器与所述温度传感器和所述位移传感器连接，并定时从所述温度传感器和所述位移传感器上读取数据。

2.根据权利要求1所述的一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统，其特征在于：其还配备有一套冷却系统，包括冷却水池、冷却水泵、第一冷却水进口管，第一冷却水出口管，以及冷却水出口，所述冷却水泵连接所述冷却水池，所述冷却水泵通过第一冷却水进口管连接所述电机的冷却器、所述前置泵和所述主给水泵上的冷却夹套和机械密封，所述第一冷却水进口管上设有第一冷却水进口阀门，所述主给水泵的机械密封上设有湿度传感器，所述湿度传感器与所述设有与所述定时采样器连接；

所述电机的冷却器、所述前置泵和所述主给水泵上的冷却夹套和机械密封，与所述冷却水出口之间通过所述第一冷却水出口管连接。

3.根据权利要求2所述的一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统，其特征在于：其还配备有一套润滑油系统，包括润滑油站，以及将所述润滑油站与所述前置泵、所述电机、所述齿轮箱和所述主给水泵上的润滑油进口相连的供油管，以及将所述润滑油站与所述前置泵、所述电机、所述齿轮箱和所述主给水泵上的润滑油出口相连的回油管。

4.根据权利要求3所述的一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统，其特征在于：所述冷却系统还包括第二冷却水进口管和第二冷却水出口管；所述第二冷却水进口管连接所述冷却水泵和所述润滑油站，所述第二冷却水出口管连接所述冷却水出口和所述润滑油站。

5.根据权利要求1所述的一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统，其特征在于：所述定时采样器上设有报警器，所述定时采样器完成所有采样后，所述报警器报警。

6.根据权利要求1所述的一种核电站主给水泵热态耐久性能试验系统，其特征在于：所述温度调节系统包括旁接在前置泵进口管上的补水系统，所述补水系统包括补水水源、补水泵、补水泵供水调节阀和补水泵出口排空阀，所述补水水源与所述前置泵进口管之间通过所述补水泵和所述补水泵供水调节阀连接，所述补水泵供水调节阀的进口端与所述补水水源之间还通过所述补水泵出口排空阀连接；

所述温度调节系统还包括旁接在所述前置泵进口管上的排空管以及位于所述排空管上的排空电动调节阀；

所述温度调节系统还包括位于所述主给水泵出口处，连接所述排空电动调节阀和所述补水泵供水调节阀的回路温度传感器。