大亚湾和岭澳核电站发电机定子冷却水泵机械密封的改进研究

摘要

大亚湾和岭澳核电站的发电机定子冷却水系统冷却水泵在运行中经常产生泄漏,解体检查均发现机械密封动环(石墨材料)磨损十分严重,严重威胁机组的安全运行。rn 自2004年开始,与大连博格曼公司共同对GST泵的机械密封进行攻关研究,先后研制了三种新型密封并在泵上进行试验。首先设计了型号为M74N4/40-L-A01-G6的机械密封,这套密封采用易安装的轴套顶丝定位方式,小弹簧补偿,动静环均为耐磨的碳化硅材料,但是这种密封在运行4个月左右后,开始产生泄漏。检查发现动、静环都有不同程度的过热磨损和蹦边现象。再次改进的密封是CH-JCM74N4/40-00型机械密封,摩擦副材料,动环采用无压烧结碳化硅(Q1),静环采用浸锑石墨,希望改善摩擦副的润滑性能:选择冲洗管路为Φ10x1mm以增大密封冲洗量;密封腔体与泵腔之间增加一个喉部衬套,使密封腔压力提高,缓解气体在密封腔里的逸出速度;弹簧仍采用多弹簧结构,以改善502型密封单弹簧端面受力不均匀的缺点。安装了这种密封的泵在静态充水时无泄漏,泵启动时就产生泄漏。分析原因是由于泵运行时振动使弹簧补偿不足所致。总结前面两次试验的经验,针对泵介质含气(氢气)的特点,分析出导致GST泵密封损坏的根本原因。2006年,同大连博格曼公司一同再次确定新的方案。这次采用采用25-H75/40-G16-00-E303型新研制机械密封。主要设计方案是:平衡型、集装式设计,其中包括轴套、浮装端盖及机械密封一组;端面材料。动、静环均采用镍(Ni)基碳化钨;选择冲洗管路为Φ10x1mm:密封腔体与泵腔之间仍然设置一个喉部衬套; 弹簧结构,弹簧仍采用多弹簧结构(弹簧加套)。这套密封经过一个换了周期的运行验证,解体检查发现:密封面无蹦边、裂纹,有正常的轻微磨损,证明改进是成功的。目前大亚湾和岭澳核电站8台泵中的5台均更换了这种密封,无任何泄漏情况。秦山核电站的同类泵也准备采用这种密封。