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核电厂常规岛凝泵机封冷却水系统改造探讨

范文

任旭东

中图分类号：TM623 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2019）8-190-01

摘要核电厂常规岛凝结水泵会在真空条件下运行，这就对轴密封提出了更高的要求，需要采用更安全可靠的轴密封方式。本文对核电机组凝泵机封使用过程中存在的问题进行分析，并对如何进行密封冷却水系统改造进行探讨。

关键词核电厂常规岛凝结水泵凝结水泵机封冷却串联机械密封

正常工作情况下，凝结水泵入口部位处于负压状态，出口则为正压来输送凝结水。如果在备用情况下，凝结水泵则全部呈现出负压状态，为避免在运行工况下外部气内进入到泵体内部，使得凝结水溶氧量超过标准范围，需要采用性能可靠轴端密封。

一、串联机械密封在凝结水泵中的应用

该密封采用两组相同方向设置的单端面机械密封来实现串联。此密封装置内部设置有密封腔体，可以使密封压力按着密封等级不断减小，可以更好地避免产生介质泄漏。一级密封为临近介质侧的主密封，把具备较高压力的润滑油注入到承受较大的压力的密封腔内，可以隔离凝结泵中运行介质，形成可以进行润滑的密封面。二级密封临近大气侧，起到副密封作用，把压力较低的缓冲液注入到密封腔体中，可以对主密封静端盖起到很好的冷却保和外部的空气进行隔离的作用。辅助密封系统作用到凝结水泵上部，采用具備较高压力凝结水来对主密封进行冲洗来达到冷却的目的，并用除盐水来实现与外部空气的隔离。特别是在凝结水泵为备用状态时，主密封没有通入冲洗冷却水，完全依赖副密封内的缓冲液来保证泵体内的负压状态，从而实现与外部的隔离和密封。某核电厂常规岛凝结水泵采用串联机械密封方式后，解决了原来的凝结水损耗变大，严重的漏气问题。

二、核电机组凝泵机封使用过程中存在的问题

（一）核电机组凝泵结构和轴密封

某核电厂常规岛凝结水泵是一种多级泵，轴密封设计为串联机械密封方式，主密封利用泵体出口具备较高压力的凝结水来过行冲洗来实现冷却，冲洗冷却后的水会经过节流套来到前部的平衡腔中，凝结泵入口采用平衡管线与平衡腔进行连接，腔室中压力与泵体入口压力保持一致。而凝结水泵副密封则利用核电厂常规岛闭式冷却水来提供冷却源，是一种处于供热用户与最终冷源的热输送系统，冷却之后的水会再次进入到冷却系统当中。

（二）机组运行存在的问题

凝结水泵在核电机组投入使用之后，出现过多次主密封损坏的问题，从而引起较为严重的串水现象，也就是副密封内的冷却水经过已经损坏的主密封，从而进入到凝结水泵运行介质当中。冷却副密封采用的为除盐水，为了避免闭式循环水造成的设备腐蚀，会对冷却水中添加磷酸钠来对水体酸碱度进行调整。经过主密封的冷却水中存在数量较多的磷酸三钠，会沉积到核电厂常规岛蒸汽发生器的管壁当中，会对系统的传热效率造成一定的影响。

（三）密封面损坏和串水原因分析

凝泵采用了串联机械密封的方式，主密封面损坏是导致凝结水产生污染的主要原因，还受到两级密封冷却水成分不同的影响。引起密封端面产生损坏的原因有：1）凝泵轴处于摆动状态，而且无法保证对中，会使主密封端面存在着较为严重的偏磨现象。2）主密封冷却水内存在着颗粒直径较大的杂质，会使密封端面产生磨损。当凝泵主密封受损，如果主副密封结构中的冷却水存在着合理的压差，则不会形成串水问题。可对冷却管线压力进行调整过程中，由于针型阀无法使压力达到准确的压力，闭式冷却水系统中会产生一定的压力波动，而且在变工况的条件下，凝结水母管也会产生相应的压力波动，如果主密封端面受损，主副密封中的冷却水无法达到设计要求的压差，主密封腔利用节流套来与凝泵入口真空平衡腔进行连接，腔室间的压差要超过主副密封压差，这就导致主密封受损后，副密封冷却水经过主密封流入到泵体内部。

三、密封冷却水系统改造

为了更好地解决凝泵水污染问题，需要从主密面损坏原因进行分析，从而制定出切实有效的措施。冷却主副密封水体中的成分不同，在凝结水泵运行过程中，可对两级密封都利用凝结水来实现冷却。在凝结泵启动及备用状态下，凝结水管线不具备压力，可采用闭式循环水来实现冷却和密封，可以把两级密封冷却水进行并联，采用止回阀来实现不同冷却系统的隔离。在凝结水泵启动之后，凝结水出口压力会超过闭式循环水系统，可利用止回阀把闭式循环水进行隔离，凝泵的两级密封可以采用凝结水来实现冲洗和冷却。为了实现对凝结水的回收利用，可在副密封排水系统中再设置新的通向凝汽器或凝泵的管线，使两条排水管线电动控制阀门和凝泵的启动实现联锁控制，也可以采用手动阀来进行控制。

四、结语

核电厂常规岛凝结水泵入口部位为真空状态，还需要采用高纯凝结水，这就需要在凝泵运行和备用条件下，避免外部空气通过轴封进入到泵体内和凝结水受到污染的现象。在对轴端密封进行选型时，需要充分考虑到密封形式和科学设置辅助管路，可以保证凝结水泵长时期地保持在正常运行状态。

参考文献：

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