核电机组启动工况下防止主泵轴承磨损的关键技术研究及应用
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完成单位:福建福清核电有限公司,中核运维技术有限公司,上海核工程研究设计院股份有限公司
登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-1-104
登记年份:2025
发布时间:2025-03-10
成果主要完成人
闵济东,胡文盛,李京,文学,贾玉强,向先保,杜鹏程,石雪峰,汪跃,安峰
项目概况
1、本项目属于核能发电工程技术领域
2、项目背景
为避免主泵副瓦在主系统低压力平台启动的异常磨损甚至烧瓦,降低主泵在低压力平台启动的次数,提高主泵的设备可靠性,开展降低主泵在主系统低压力平台启动次数研究,同时为提高主泵电机在一回路低压等工况下的运行可靠性,避免轴瓦异常磨损,需要对副推力瓦实施增加顶轴油的优化,对主泵顶轴油泵电源进行双切保障研究。
3、主要科学技术内容
1)反应堆冷却剂泵在主系统低压力平台启动保护的创新与应用
本项目针对福清核电M310 堆型的核岛主系统排至低低水位后,重新冲水时,由于蒸汽发生器倒置U 型管和压力容器圆形顶盖的影响,管道和设备内的空气无法完全排出系统,需要通过静排气—动排气—联合排气的方式驱赶主系统的空气,其中动排气和联合排气需要依次点动三台主泵。发明了一种真空喷射装置,利用流体来传递能量和质量的真空获得装置,将压力能转变为速度能,使吸气区压力降低产生真空,大幅降低抽真空的难度。发明了一种新型的压力容器密封顶盖,实现抽真空期间无螺栓紧固仅依靠自重实现自密封功能。
2)研发出反应堆冷却剂泵副推力轴承顶轴油系统
本项目过模态分析数值模拟手段,在不改变顶轴油泵及电机原位置的基础上,创新性的对轴承室进行改造,研发出一套新型的顶轴油系统,避免轴瓦异常磨损,提高主泵在一回路低压等工况下的运行可靠性。
3)优化了主泵顶轴油泵双机组双电源设计
本项目针福清核电1-4号机组主泵顶轴油泵在“H3.1 RRA未接入时全厂断电”、“H3.2 RRA接入时全厂断电”事故工况下,均会出现主泵失电,在惰转过程中顶轴油泵因失去动力电源无法启动的问题。优化创新采用互相捆绑协调的“双胞胎”电源方式,保证在机组出现H3.1、H3.2等事故工况时,自动无扰切换到备用电源供电,保证顶轴油泵正常启动、运行,保证主泵安全停运。
4、技术指标
本项目针对核电机组启动工况下主泵轴承磨损及一回路排气效率低问题,开发了高效一回路抽真空排气装置、主泵副推力轴承顶轴油装置,优化了顶轴油应急供电系统方案,有效地降低核电机组启动工况下主泵轴承磨损风险,由中国工程院院士叶奇蓁担任组长的鉴定委员会认为该成果具有自主知识产权,申请发明专利4项(已受理),达到国际先进水平,并在福清核电站得到成功应用,具有良好的经济、社会效益和推广应用价值。
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