三代压水堆核主泵关键部件制造及工艺研究进展

核主泵作为反应堆冷却剂系统中唯一高速旋转的设备,其正常运行对于整个核电站的安全至关重要.长期以来,核主泵制造的安全性与可靠性一直是中国核电技术发展的“卡脖子”难题.近年来,得益于国家对核电技术基础研究的大力投入,以及依托重大课题项目的推进,中国三代压水堆核主泵国产化进程在各个方面都取得了重大成果.文中从核主泵制造及工艺的角度,深入剖析叶轮、泵壳、定子、转子、屏蔽套、密封、轴承等关键部件的发展历程,并针对各部件的材料选择、加工、装配工艺、检测方法及技术体系等进行详细分析,总结了中国核主泵的制造进度及难点.最后,结合当前核主泵制造的现状,提出中国核主泵制造发展的相关建议,这对中国核电事业的国产化进程具有重要意义.

屏蔽电泵故障分析与改进

屏蔽电泵是天然气处理厂气田采出水处理系统的主要动设备,其运行情况将直接决定整个系统的稳定性。因塔底废液泵及原料水给料泵的介质不理想,为废液屏蔽电泵故障频次高的主要原因,通过在塔内底部安装溢流式挡砂器和废液泵前加装改进了的可快排杂质的进口过滤器后,状态明显好转,泵介质质量提升后,泵的运行时间大幅延长,生产运行更加安全平稳,同时达到了节能降耗、延长屏蔽电泵使用寿命的目的。

基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解方法

通过改进轴向柱塞泵的滑靴副与柱塞的结构设计以稳定建立滑靴油膜,这是轴向柱塞泵当前的研究热点之一。柱塞泵滑靴副油膜厚度的动态特性对分析柱塞泵滑靴副的支撑特性至关重要,为此,提出了一种基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解新方法。首先,对滑靴副的受力平衡机理进行了分析,并构建了柱塞泵运动学和动力学模型;然后,构建了柱塞泵整泵流场仿真模型,求解了包含滑靴底部支撑力、柱塞腔压力等在内的滑靴副支撑动态边界,并采用容积效率试验数据验证了整泵流场仿真的准确性;最后,建立了滑靴副油膜承载模型,分析了滑靴副油膜支撑特性,提出了基于插值计算理论的柱塞泵滑靴副油膜承载尺度动态求解方法,对1600 r/min与600 r/min两种典型工况的滑靴副油膜动态进行了计算。研究结果显示:大排量柱塞泵转速为1600 r/min时,柱塞惯性力导致高压侧油膜厚度进一步减薄,高压转低压过程中,柱塞腔内出现压力骤降,使滑靴副油膜无法形成,导致滑靴与斜盘发生刚性接触,在该区域内发生异常磨损;而在低转速工况(600 r/min)时,滑靴底面能够有效形成油膜,保证柱塞泵低速运行的可靠性。这表明基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解方法可以快速地对不同工况下的柱塞泵滑靴副油膜厚度进行求解。

水冷型高温屏蔽泵故障监测及数据分析

介绍了水冷型高温屏蔽泵结构、介质流向、常见故障类型和对应保护方式。通过对某聚酯项目中三台同规格屏蔽泵的运行数据进行对比分析,探讨了设备在故障不断加剧过程中轴承磨损、定子腔压力和定子绕组温度等关键监测指标的变化趋势和相关性。在运行数据分析结果的基础上,进一步分析了合理设置监测报警阈值的重要性,并提出了针对性的现场巡检和DCS监控报警设置建议。

一种新型屏蔽乳化泵的设计

随着现代工业的快速发展,两种以上溶液的混合反应,只有在两溶液混合均匀,才能够加快溶液的反应速度,混合溶液能完全反应生成新的物质,乳化泵采用高速切线流理论设计,乳化泵多齿定子与叶轮转子的间隙很小,其相对间隙在0.3 mm左右,高速旋转的叶轮转子在叶轮内中心产生压力很低的负压区,溶液从乳化泵进口进入叶轮中心区,溶液从叶轮进口到叶轮出口绕定轴产生的动量距等于叶片对溶液做的功,溶液沿切线方向高速流动,同时在叶轮内絮流流动,在叶轮内产生无数大小不等的漩涡,溶液能够混合均匀;沿切线高速流动的溶液在离开叶轮时高速进入带有多齿的定子,与定子高速碰撞,剪切,挤压,使混合溶液均质乳化。乳化泵内高压流体产生的空穴效应,对处理软性,半软性的颗粒状物料比较合适,研究发现对于纤维性的产品粉碎最有效的是剪切,研磨,单级多齿乳化泵能对物料剪切,研磨,处理含纤维较多,容易出现稀奶油的物料,能乳化处理软性体颗粒,纤维类物料,多相物料的混合。通过对混合液的乳化输送研究分析,设计了一种剪切叶轮,结构简单,维修方便,无泄漏,输送易燃易爆有害有毒介质的屏蔽乳化泵。

基于UG的吸乳护罩模具设计

运用UG软件对吸乳护罩进行实体造型,并对拔模角度和壁厚均匀程度进行分析,设计了吸乳护罩模具。针对护罩圆盖内壁的4个扣位,设计了由一个燕尾槽块带动4个抽芯的组合滑块结构,并根据模具结构设计了冷却效果良好的冷却水路。经批量生产证明:模具结构合理,脱模动作可靠。

深厚砂层泵站施工对盾构隧道结构安全影响分析

基于石家庄复兴大街市政化改造工程,采用有限元数值模拟研究了位于砂层的深大泵站施工对侧方的地铁盾构隧道的变形和受力影响。结果表明:侧上方深基坑开挖对邻近的地铁盾构隧道的竖向变形影响表现为先沉降后隆起,在基坑开挖至坑底时隆起达到最大,水平变形影响表现为隧道向基坑开挖侧偏移,且在泵站开挖至基底时隧道的水平位移达到最大;受侧方基坑开挖卸载影响,隧道由均匀对称受力变化为承受一定程度的水平偏压,故隧道弯矩出现一定范围的增大,但变幅较小,在容许范围以内。提出了控制地铁盾构隧道变形的措施,保证了施工的顺利进行。

基于1D/3D耦合仿真的某大功率重型货车冷却系统性能研究

随着经济的快速发展,人们对商用车的功率需求越来越高,大功率意味着更高的散热负荷,这对发动机冷却系统的匹配及系统的空间布置提出了更高的挑战。针对装配600马力发动机的某重型商用车,采用1D/3D耦合仿真的手段建立整车热流场模型与发动机冷却系统一维模型,研究了护风罩、导流板对散热器进风流量与进风平均温度的影响;并根据发动机热平衡试验数据,完成了冷却系统的匹配计算,同时进行了整车热平衡试验验证。结果表明:与单层护风罩相比,C型护风罩所引起的湍动能较小,因而可以提供更大的风量;当水泵速比由2.2降至为1.8时,转矩点和功率点出水温度分别为99.2和96.2℃,可满足冷却的需求,同时也降低了水泵的能耗,此外整车环境舱试验也验证了仿真模型的准确性,在大转矩工况下C型护风罩可以有效降低冷却系统的水温。

三门核电屏蔽主泵上部C型密封环焊接定位装置及操作工艺

三门核电有限公司屏蔽主泵定子挡板与泵壳之间采用上部C型密封环设计,与传统的压水堆轴封主泵相比具有零泄漏的优点,而屏蔽主泵设计60 a不解体,故上部C型密封环的安装质量是保证零泄漏的关键。文章介绍了三门核电屏蔽主泵上部C型密封环焊接定位装置的要求、设计方案与其可行性分析及操作工艺。

盾构区间正线隧道内机械法实施下沉式泵房技术研究

为了解决目前盾构区间正线隧道内设置泵房出现的一系列问题,在天津市既有线内置式泵房使用现状的基础上,优化排水泵总体布置形式,通过管片底部开孔下探来增加集水坑深度,以满足排水相关要求。提出在盾构区间正线隧道内采用机械法实施下沉式泵房外挂集水坑的技术方案,以满足集水坑的有效容积需求,从而缩短集水坑的纵向长度,减少对道床结构的不利影响。提出与该项技术实施相关的特殊衬砌管片构造形式、结构方案、实施步骤等,并对该项技术施工全过程进行了数值模拟分析,结果显示该项技术整体施工风险可控、结构方案合理。鉴于目前地下工程建设需求,研发一种在盾构区间正线隧道内采用机械法实施下沉式泵房外挂集水坑的技术方案,具有重要的探索价值及推广意义。

盾构机推进液压系统的改进

盾构机推进液压系统由于比例变量泵调速+比例减压阀调压节能比高而在工程中得到了广泛应用,但此系统中的比例变量泵在高低压推进与拼装模式转换过程中,泵中比例阀存在较大的换向振动冲击,导致推进与拼装模式转换时发生泵站元件、密封装置和管路损坏等风险。在比例变量泵供油口和比例换向阀之间增加减压阀,使泵中比例换向阀按需平稳换向;在速度控制上,比例变量泵最低供油量不能满足微速推进复杂工况的要求,因此采用变量泵与微速阀联合控制的方法;在油缸锁紧保压控制上,液控单向阀控制口从主换向阀中位机能“B”口与油缸有杆腔之间的油路引入,一旦主换向阀发生故障,将导致液控单向阀控制口油路不能导通并无法关闭,正在拼装管片的油缸也将受到液压油泄漏导致油压降低顶管片油缸活塞杆松动带来的安全隐患。液控单向阀控制口从高压过滤器出油口与主换向阀中位机能“P”口之间的油路由一个独立小换向阀引入,使液控单向阀控制口油路操作变得简单安全,避免了紧急情况下油缸活塞杆松动造成管片脱落的风险。分析改进前后液压系统的工作原理,通过和实际应用对比,验证了改进后系统的节能、安全和稳定等优点,为盾构机推进液压系统的开发提供参考。

超大直径泥水平衡盾构气垫仓吸口改造技术研究

广东省广州市海珠湾隧道超大直径泥水平衡盾构穿越泥质粉砂岩复合地层,刀盘前以及密封仓中积渣滞排导致掘进参数恶化、刀具磨损严重、掘进效率受限、刀盘开口结泥饼等问题。针对超大直径泥水平衡盾构在复合地层中遇到的滞排问题,提出将P2.1泵吸口前移至泥浆门后方,增加了排浆吸口吸力,增强了浆液流动性及携渣能力,同时于P2.1泵前安装双管路液压闸阀采石箱,使大粒径渣土在P2.1泵前得以处理。气垫仓吸口改造后盾构掘进工效有所提升,对于改善刀盘前方以及泥水仓底滞排有一定效果,但由于鄂式破碎机无法动作,当掘进断面地层岩体较破碎、节理裂隙较发育时,极易发生吸口处渣土堆积、P2.1泵吸口压力突然降低、流量突然减少、挤压力上升、切口压力波动等情况,需频繁逆冲洗和开采石箱进行人工清理,进而影响了正常掘进环流,最终被迫恢复吸口及鄂式破碎机功能。相关研究成果可为同类工程提供参考。

SINOALKY硫酸烷基化装置首次试车过程若干问题分析与思考

简要介绍了中国石化自主开发的SINOALKY硫酸烷基化装置的特点及试车主要步骤,对近几年建设投产的3套采用SINOALKY技术的硫酸烷基化装置首次试车过程出现的异丁烷损失量大、冷剂泵易抽空、管线振动大、屏蔽泵故障多发等典型问题进行了总结,对问题原因进行了分析并提出了应对措施。针对装置工艺及设备特点,结合3套SINOALKY硫酸烷基化装置及其他同类装置首次开车情况,分析了引入硫酸前进行低温脱水的重要性,总结了保证脱水效果的具体措施。同时,总结了试车过程易发生硫酸、烃油泄漏的部位及时间点,并提出了应对措施。

低温高速永磁电机转子屏蔽套的设计及强度分析

针对低温泵用高速永磁电机的屏蔽套厚度和过盈量的确定问题,从电机转子强度的角度分析,提出了以厚度最小化作为设计目标的研究方法。首先确定转子各材料的强度约束准则,建立电机转子的三维有限元强度计算模型,并通过解析法验证,分析了分别采用钛合金和碳纤维作为屏蔽套材料时不同转速和温度下转子应力的变化规律,探究各材料的失效极限;并以此作为约束条件,确定了符合强度要求的屏蔽套厚度及过盈量,最终得到的碳纤维屏蔽套较钛合金的厚度更小,在强度方面更具优势。该屏蔽套的设计方法在满足转子强度的前提下,使得材料尽限利用,对低温泵用电机和高速电机的屏蔽套设计具有参考意义。

几何和环境因素对屏蔽电机主泵推力轴承润滑性能的影响

为在设计时更准确把握屏蔽电机主泵推力轴承的使用效果,掌握不同几何和环境因素对推力轴承润滑性能的影响规律,对屏蔽电机主泵推力轴承的工况和结构进行分析,建立推力轴承润滑性能计算模型,在算法上对求解方法进行实现,并通过理论计算分析了径向偏支系数、瓦块数、润滑剂、供油温度以及轴线倾斜角度等几何和环境参数对主泵推力轴承润滑性能的影响.研究结果表明:径向偏支系数对最小油膜厚度、温升、功耗影响较大;采用6扇瓦块时的流量是8扇瓦块的1.73倍,采用8扇瓦块时的功耗是6扇瓦块的1.85倍;水润滑时的润滑性能值较油润滑时均有明显降低;改变供油温度,对推力轴承的润滑性能影响明显;轴线倾斜后,推力轴承的最小油膜厚度变小,温升增大,流量减小,功耗减小,其中最小油膜厚度减小的幅度较大;在设计时径向偏支系数的选取很重要,从降低轴承功耗的角度,采用6扇瓦块的结构比8扇瓦块有优势,采用水润滑可以大大降低轴承的温升和功耗.

化工动设备电气控制优化案例

介绍了某化工企业2台动设备中变频电机、屏蔽泵电控保护的实际应用情况,分析了变频电机手自启停因变频器24 V弱电输出控制导致干扰误动作,屏蔽泵本体热保护不能有效利用的原因。采用将220 V手自启停接触器来控制变频器及将热敏开关就地接入现场操作柱的方法实施后,变频电机误动作消除,屏蔽泵热保护可靠性加强、设备运行稳定,每年可约为企业节约设备、线缆、人工等成本近百万元。

10 kV变压器满负荷运行原因分析及解决方案

气体制备分厂变电所并列运行的10 kV干式变压器在系统正常工况下存在单台负荷率超过50%的现象,且变压器及母排均伴随出现高温发热迹象,存在安全隐患,严重影响气体制备分厂安全运行,因此需对气体制备分厂变电所进行扩容改造。

抽水蓄能发电机定子线棒端部电磁屏蔽研究

针对发电机定子线棒电磁屏蔽问题的瞬态电磁场分析,从理论上选择能够同时兼顾计算速度和计算精度的模型边界,分别建立同槽两根线棒、不同槽多根线棒计算模型,计算相邻线棒对电场分布的影响。同时建立单根线棒三维计算模型,计算分析线棒在轴向和法向上的场强分布特性。研究表明线棒在离开槽口后端部表面电位接近相电位,最大场强出现在高低阻带的搭接处。为改善场强和电位分布,提出改进表面场强分布的措施,在原高低阻搭接层增加敷设高阻材料和原设计方案保持一致,而原线棒高阻层涂敷低阻材料,可以大大抑制线棒端部的场强和电位。

GA-101屏蔽泵轴承磨损故障分析与处理

结合苯乙烯装置的生产工艺和屏蔽泵的结构特点,根据实际检修情况对某企业苯乙烯装置GA-101屏蔽泵轴承使用中存在的问题,如轴承材料、轴承受力情况、泵轴刚性及冷却等方面进行了分析。对屏蔽泵轴承进行力学分析计算后的结果表明,轴向力过大不能平衡由于泵轴刚度不足及泵体温度过高引起的轴承磨损,并由此提出了相应的解决措施。

基于数值模拟的微型溴化锂屏蔽泵的性能分析

针对现有单级溴化锂屏蔽泵存在效率低、能耗高的缺点,研究开发了两级叶轮微型溴化锂屏蔽泵。设计两级微型溴化锂屏蔽泵机泵一体结构以及两级屏蔽泵的水力部件,包括叶轮设计、径向导叶和螺旋形涡室组合设计等。利用CFD软件FLUENT,对两级屏蔽泵进行流场模拟,得到了内部流场的分布情况。由此分别以溴化锂和清水为介质进行了性能预测,与设计值进行比对,结果符合设计要求。经样机试验验证,在相同流量下,两级微型溴化锂屏蔽泵比现有单级微型溴化锂屏蔽泵扬程高约1m,机组效率高约1.6%。设计的两级屏蔽泵的扬程和机组效率模拟值与试验值比较接近,初步验证了模拟可信,设计方法可行。