浅析主泵顶轴油泵电源设计不足及改进

朱光亚

【摘 要】本文介绍了核电机组主泵顶轴油泵的功能、顶轴油泵供电电源的设计不足以及改进。通过电源改造，顶轴油泵运行增加了可靠性。在发生如全厂失电工况，主泵停运期间，顶轴油泵不会因为失电导致停运。这避免了在主泵低转速下发生推力瓦损坏的风险，保证了主泵的运行安全。

【关键词】顶轴油泵；推力瓦；设计不足；改进

【Abstract】This article analyzes theFangjiashan nuclear power plantJacking oil pump function，lack of Jacking oil pump power supply inadequate design and improvement.Through the power transformation，Jacking oil pump increases reliability.In the event such as the loss of the whole plant electrician conditions，during the reactor coolant pump power outage，Jacking oil pump will not be invalid cause loss of power supply.This avoids the risk of damage to the thrust bearing pads at the low speed of the reactor coolant pump.The operation safety of the reactor coolant pump is ensured.

【Key words】Jacking oil pump；Thrust bearing pads；Inadequate design；Improvement

1 方家山機组顶轴油泵简介

主泵顶轴油泵是主泵的辅助设备，它布置在主泵电机支座上，经顶轴油吸入管路从轴承体外的油室中抽油给轴瓦-主推力瓦。在主泵启动和停机时，启动顶轴油泵供油，用于最大限度降低主泵启动阻力矩，以保护推力瓦。

为了避免推力盘和主推力瓦之间发生金属接触导致瓦磨损，设计要求在主泵启动之前先启动顶轴油泵，并通过油压低信号闭锁启动主泵，顶轴油泵在推力盘和推力瓦之间强行形成油膜，防止主泵在低转速时，由于推力瓦油膜自我形成能力较差发生金属直接接触干摩擦。设计同时在主泵停运过程中考虑了启动顶轴油泵供油，主泵停运或者转速低于1000RPM时自动启动顶轴油泵，目的在于主泵转速降低时油膜自我形成能力较差的情况下能够辅助形成油膜，避免在低转速下推力瓦和推力盘的直接金属接触摩擦而损坏。

此外，顶轴油泵的运行还可以起到在主泵停运状态下循环油箱内部油的作用，有助于进一步降低油温，循环降低轴承各部件的温度。

2 主泵顶轴油泵供电设计

2.1 供电设计的不足

顶轴油泵的电源原先设计为由LKA/LKB 380V正常配电系统供电，LKA/LKB电源来自LGA/LGD 6.6kV母线，在电源设计上没有考虑供电的可靠性。按厂家设计说明，主泵设计为可以在失去顶轴油泵的情况下安全停运。

在失去主厂外电源时，LGA/LGD将失电，LGA/LGD向三台主泵供电，主泵将停运，同时LKA/LKB失电，相应的主泵顶轴油泵也将停运。这种情况下，主泵停运过程中没有顶轴油泵运行辅助建立油膜，实际过程中可能导致主泵推力瓦在主泵低转速下发生金属的接触干摩擦导致损坏。

鉴于主泵无法完全保证设计的失去顶轴油泵情况下安全停运，惰转低速下存在推力瓦与推力盘油膜被破坏损伤瓦面的风险，确保主泵顶轴油泵的可靠运行就对主泵的安全有重要作用。

2.2 顶轴油泵供电设计的改进

在如失去厂外电源的某些特殊工况下，主泵停运同时顶轴油泵失电无法启动，可能导致主泵推力瓦在低转速下发生金属接触干摩擦导致损坏。为了保证主泵的运行安全，调试期间将主泵顶轴油泵的供电电源由LKA/LKB380V正常配电系统改接至LLI/LLC380V应急配电系统，而LLI/LLC由 6.6kV应急配电系统LHA供电。在失去主厂外电源后，仍可以由辅助厂外电源以及应急柴油机供电。

在下列条件下，6.6kV母线LGB/LGC由主电源自动切换到辅助电源：

1）保护启动：发变组保护系统（GPA）送过来的信号启动慢切（全停I）。

2）误跳启动：LGB/LGC母线电压<70%延时1.2秒且LGA/LGD001JA在分闸位置。

3）失压启动：LGB/LGC母线电压<70%延时5秒。

4）如果发生上述情况后电源切换不成功，LHA将由柴油机带载，顶轴油泵最大失电时间为12.9秒。

主泵断路器跳闸后从额定转速惰转到1000rpm的时间是7秒，12.9秒后大约降到770rpm。根据厂家说明以及实际断电试验，当转速大于500rpm时，顶轴油泵开始向主泵供油，能够保护主泵安全停运。

为了增加主泵顶轴油泵电源的多样性，1号机组首次大修时，又对主泵顶轴油泵电源实施了变更。由原来的单一电源LLI/LLC（A系列380V应急配电系统），再增加一路来自其他机组的电源作为备用电源，通过快速自动切换开关，在主电源与备用电源之间实现快速切换，从而保证油泵在机组失电的情况下，更快速地恢复运行，保障供电。

方家山1、2号机LX7米安装各三台双切电源箱，分别是1RCP911AR、1RCP921AR、1RCP931AR（1号机组），2RCP911AR、2RCP921AR、2RCP931AR（2号机组），其中1号机的三台双切箱安装于L405房间，箱体为挂墙安装。2号机的三台双切箱安装于L445房间，箱体为挂墙安装。endprint