引言
给水泵是核动力系统中的重要设备，在系统运行过程中是蒸汽发生器（SG）提供所需的供水，以确保堆芯得到足够的冷却。在实际运行中，为了提高系统的可靠性和稳定性，供水系统一般配备多个相同的供水泵。由于多泵并联，切换给水泵时，单泵流量和扬程的变化会导致并联管道出口流量和压力的波动，从而干扰系统，导致其他主要参数的变化。
设备描述及现场故障及现场故障
1.1轴承振动偏高
辅助电动给水泵组的振动故障是泵组研发、运行和维护的关键问题和难点。电厂小流量试运行时，辅助电动给水泵组非驱动轴承水平方向的最大振动速度为6.1mm/s，超过振动烈度的最大限值不得超过4.5mm/s的标准要求。设备振动过大的主要原因有共振、转子不平衡、同轴度偏差过大或不对中、轴承原因和水利波动。经理论分析，给水泵组振动故障的根本原因是泵的固有频率与电机的电磁频率相似，产生共振。因此，有必要改变泵的固有频率，增加转子刚度来解决这个问题。同时，针对电厂3号和4号机组的辅助电动给水泵组，建立了试验样机的有限元分析模型，并结合试验数据对数学模型进行了修改，以获得更接近实际机组的样机试验数据。
1.2轴承温升偏高
轴承温度高不仅会降低轴承的使用寿命，还会加速润滑油的变质，对设备的安全运行构成巨大威胁。现场试运行未达到2小时，电厂辅助电动给水泵组的非驱动轴承上升至85.28℃，超过运行特性≤80℃的要求。改进轴承设计。取消轴承中间隔环，提高润滑油流动性，提高换热效率，降低轴承温升。原型试验结果显示，除非驱动端轴承中间隔环外，轴承温度显著下降。油箱隔板设计。利用抛油环旋转，驱动润滑油向周围摆动，增加轴承中间水平方向的油孔，在油箱内设置隔板，在隔板的作用下将油箱热油（靠近轴承加热区）流动在散热筋板附近，并将底部冷油推至上部冷却轴承。与非驱动端轴承增加隔板前后轴承温度试验结果相比，发现油箱隔板能有效降低轴承温升。
1.3抛油环磨损
在电厂现场运行过程中，对辅助电动给水泵组驱动端的油质进行了取样。结果表明，油中铜含量超标，油质浑浊发黑，颗粒度无法测量，油质不合格。对于辅助电动给水泵组，其非驱动端轴承受转子残余的轴向力和径向力的影响。轴承加热的原因是转子残余轴向力和径向力旋转时产生的摩擦热。
2.故障原因分析
2.1机封冷却水过滤器堵塞分析
如果机密封冷却水冲洗管堵塞，会导致机密封冷却水流量降低，机密封端面温度升高，液膜减薄，密封端面润滑状态变差；当温度升高蒸发密封面润滑液时，密封端面直接变成干摩擦，加速密封环的磨损。过去机密封温度高时，过滤器堵塞，过滤器选择是否合适对机密封冷却水流量影响较大。过滤器的选择是否合适。
2.2机封冷却器安装高度
泵机械密封使用ＡＰＩ682的ＰＬＡＮ23冲洗方案，为提高密封冷却水的循环能力，采用冷却器安装高度，使冷却器进出口管道具有虹吸功能，ＰＬＡＮ23冲洗方案规定冷却器安装高度应高于泵轴中心线4500～600ｍｍ，但现场实际安装的冷却器高度比泵轴中心线低1100左右ｍｍ，不符合标准要求。冷却器安装位置高于泵轴中心线，主要利用热虹吸效应提高换热率，但对备用泵密封温度影响较大。泵运行时，在泵效轮的作用下，冷却介质被迫循环，换热器的安装高度对泵腔的温度影响较小。因此，机封冷却器的安装高度不符合标准要求，导致机封温度高的可能性较小。因此，机封冷却水滤网堵塞导致冷却水实际流量低于设计要求值，导致机封磨损的可能性极高。当机密封过滤器堵塞超过临界值并进一步堵塞时，冷却水流量降低，机密封端面温度升高，摩擦状态发生变化，密封面可能干燥。
2.3静环座辅助密封圈影响分析
经检查，发现静环座辅助密封圈变形明显，密封圈与静环座接触位置有磨痕。造成磨痕的主要原因是机械密封在安装过程中难以保证密封端面与主轴绝对垂直，但会与主轴形成微倾角。虽然在弹簧的补偿作用下，动环可以与静环紧密贴合，但由于微倾角的存在，动环每周转动一次，就会导致密封端面在轴向上的微量运动。同时，静环座上的动态辅助密封圈也会发生轴向微量运动。虽然运动范围不大，但微动频率较高，逐渐在轴上产生磨痕。动态运动过程中辅助密封圈的摩擦系数会增加，导致轴向摩擦力增加。介质中的杂质与辅助密封圈接触后，摩擦系数也会增加，轴向摩擦力也会增加。
3模拟结果与分析
3.1给水泵运行经济分析
由于多泵并联供水系统采用三个供水泵并联配置，在相同的负荷要求下，供水泵运行的数量越多，单个供水泵提供的流量就越少。同时，根据泵的相似原理[7]，当扬程确定时，供水泵提供的流量越少，转速越低，有效功率和轴功率越小。因此，在不同的负荷要求下，供水泵的经济运行与供水泵的运行数量有关。因此，首先对不同负荷要求下供水泵的运行效率和总功耗进行理论计算和分析。
3.2供水泵切换运行规律研究
在动态运行过程中，蒸汽压力和蒸汽流量的变化会影响SG二次侧入口所需的供水压力，从而导致供水所需的扬程和供水流量的变化。当核电站系统处于“堆跟机”运行模式时，由于反应堆核功率的变化滞后于二回路系统的负荷变化，当供水流量与蒸汽流量不匹配时，SG二次侧的热交换特性发生变化，导致蒸汽压力、蒸汽流量和SG水位的变化。因此，有必要研究供水泵的切换运行规律。本研究所采用的操作规律如下：①当负荷需求>15%FP时，一台给水泵运行，供水流量>A%额定流量，启动第二台给水泵；②2台供水泵运行，供水流量>B%额定流量，启动第三台给水泵；③3台给水泵运行，给水流量
3.3结果分析
通过比较各工况的模拟结果，可以发现高负荷下切换点的选择对主要参数的动态响应曲线影响较小，只能根据给水泵的运行效率和运行平台的数量来确定给水泵的切换点。在低负荷下，由于蒸汽压力高，给水流量和蒸汽流量低，切换点的选择对主要参数的动态响应曲线有很大的影响，特别是蒸汽压力和SG水位。此时，确定切换点不仅需要考虑给水泵的运行效率和运行平台数量的要求，还需要考虑动态过程中给水泵切换到系统的干扰。由于低负荷工况下蒸汽稳态压力值高，蒸汽流量变化快，但冷却剂平均温度变化缓慢，低负荷切换泵运行时蒸汽压力快速上升容易触发蒸汽超压排放。如果切换点工况较大，由于供水流量的快速降低，SG二次侧预热段缩短，加速蒸汽压力上升，容易导致蒸汽压力超过限值。
结语
通过对电动主给水泵运行过程中的异常缺陷的研究和分析，提炼日常工作中的良好实践和经验，采取有效的优化策略，编制典型操作、优化日常运行检查表检查项目等优化措施。确保避免或及时处理干预中类似的异常缺陷。针对调试阶段主给水泵控制逻辑的发现，通过对逻辑的分析和优化，提高了主给水泵控制逻辑的合理性，确保了电动给水泵的安全稳定运行。
