核電站應(yīng)急柴油機組常見故障及原因分析

1、核電站應(yīng)急柴油機組常見故障及原因分析 核電站應(yīng)急柴油機組常見故障及原因分析 摘 要核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組是在核電站發(fā)生突發(fā)狀況時所采用的應(yīng)急電源供給機組，核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組運行的好壞，直接決定了核電站的平安系數(shù)。但是，核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組在運行過程中往往會出現(xiàn)許多故障，阻礙系統(tǒng)的正常運行。本文就對核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組的常見故障進行了原因分析，并相應(yīng)的提出了一定的改良和預(yù)防措施，為核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組的平安運行，保證和平安有一定的意義。 關(guān)鍵詞核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組；常見故障；原因分析；解決措施 中圖分類號：TM623 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X44-0217-01

2、引言 核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組作為核電站內(nèi)部的應(yīng)急備用電源，當核電站由于突發(fā)事故的發(fā)生造成故障而發(fā)生停電時，核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組的正常使用能確保對應(yīng)急母線的電力供給，這樣能夠確保反響堆的緊急平安停堆，以及防止重要設(shè)備因廠用電系統(tǒng)的失電而造成損壞。因此，核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組的運行可靠性和平安性對核平安的保證有十分重要的意義。 在核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組的運行過程中有許多故障的發(fā)生會影響應(yīng)急柴油機組的運行可靠性。這些常見故障主要包括：潤滑油溫度過高故障、活塞開裂故障和進氣閥導(dǎo)管失效故障等。對這些核電站應(yīng)急柴油機組發(fā)生故障的原因進行分析是對這些故障的防治非常有必要的。 1 潤滑油溫度過高故障原因及措

3、施 1.1 潤滑油溫度過高故障原因 應(yīng)急柴油發(fā)電機組的潤滑油系統(tǒng)溫度過高是核電站在運行過程中常見故障之一。造成潤滑油系統(tǒng)溫度過高的原因有很多，造成這種故障得主要原因主要存在于以下幾個方面：核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組的潤滑油系統(tǒng)的運動部件磨損出現(xiàn)異常。從核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組的潤滑油系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)來看，它的運動部件很多，結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，如果運功部件磨損情況發(fā)生異常，會因為過大的摩擦使系統(tǒng)產(chǎn)生過多的熱量，這些熱量的產(chǎn)生就會在一定程度上導(dǎo)致潤滑油溫度過高故障的產(chǎn)生；應(yīng)急柴油發(fā)電機組的潤滑油系統(tǒng)的溫控閥開度缺乏。在溫控閥的內(nèi)部存在一個熱敏元件，通過這個熱敏元件來測定混合后的潤滑油溫度，進而有效控制閥門開度。在

4、一定程度上，核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組的潤滑油系統(tǒng)的溫度會直接受到溫控閥的影響。如果溫控閥開度缺乏，會直接造成潤滑油溫度過高的故障的發(fā)生；運動部件移動在移動過程中可能會出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象?？F(xiàn)象的發(fā)生，會導(dǎo)致核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組的潤滑油系統(tǒng)的摩擦作用加強，會使?jié)櫥偷臏囟冗^高：核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組的潤滑油系統(tǒng)的熱交換器換熱效率下降。熱交換器效率的下降導(dǎo)致潤滑油散熱困難，在一定程度上造成了潤滑油溫度的升高。 1.2 應(yīng)對潤滑油溫度過高故障的措施 針對潤滑油溫度過高的故障，可以采用以下改良措施來對這種故障進行防止。對于由于溫控閥的導(dǎo)向桿與頂絲之間發(fā)生摩擦而造成閥門開啟難，并進一步引發(fā)潤滑油溫度過高的故

5、障，可以擴大頂絲的內(nèi)以此來保障溫敏原件可以自由移動，以減少和防止運動部件在運動過程中卡澀現(xiàn)象的出現(xiàn)；對于由于溫控閥的溫敏元件缺乏膨脹力而造成閥門無法完全翻開的問題。可以重新校驗溫敏元件；對于熱交換器換熱效率下降而引發(fā)的潤滑油溫度過高的問題，可以對地溫水系統(tǒng)進行兩次排氣，把熱交換器系統(tǒng)中的空氣排除完全，這樣就能充分保障冷卻水系統(tǒng)的冷卻能力，以防止?jié)櫥蜏囟冗^高故障的發(fā)生。 2 活塞開裂故障及其原因分析 核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組活塞開裂故障，是影響柴油發(fā)電機組可靠性和可用性的重要故障。核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組活塞開裂的原因有很多，主要包括：活塞唇口開裂?；钊娇陂_裂的主要原因是活塞制作材料為高硅鋁合金

6、，高硅鋁合金這種材料的抗高溫性能是相對較差的。由于油嘴噴出的油霧密度的不均勻性，沒有完全燃燒的燃料最終會在活的塞外表產(chǎn)生梅花瓣型的積碳，這種積碳會造成活塞的外表受熱不均勻。在活塞唇口的局部，高溫的作用會使材料熔化，這種過度燃燒和持續(xù)高溫會使得材料的強度明顯的下降，最后活塞在熱應(yīng)力和燃燒過程中產(chǎn)生的機械應(yīng)力的綜合作用下，活塞材料產(chǎn)生裂紋，在循環(huán)應(yīng)力的作用下，裂紋會逐漸擴大。裂紋的擴展呈疲勞裂紋形態(tài)。由以上分析看出活塞過熱是造成活塞開裂的主要原因，而活塞唇口過熱的原因很多，其中包括：活塞局部過熱、活塞唇口材料問題、沖擊負荷過大、燃料驗收標準不當、柴油發(fā)動機甩負荷的影響，其中活塞的設(shè)計裕度過小是其容

7、易產(chǎn)生裂紋的最主要因素。針對上述這些造成活塞裂縫的原因，可以采取相應(yīng)的防護措施，比方：對材料進行強化處理、將設(shè)計裕度增大等，以減小活塞開裂故障造成的危害。 3 進氣閥導(dǎo)管失效故障原因及措施 3.1 進氣閥導(dǎo)管失效故障原因 核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組的進氣閥導(dǎo)管失效會產(chǎn)生導(dǎo)管裂紋，而導(dǎo)管裂紋的產(chǎn)生會給柴油發(fā)電機組的平安運行留下重大隱患，嚴重時甚至?xí)?dǎo)致拉缸和氣閥斷裂等重大事故。 引起進氣閥導(dǎo)管失效的原因主要有以下幾種：氣閥導(dǎo)管的外露設(shè)計。從客觀上來看，氣閥導(dǎo)管的外露設(shè)計為外力對氣閥進行沖擊創(chuàng)造了條件，為導(dǎo)管斷裂進入氣缸引發(fā)拉缸二次故障留下隱患；氣閥導(dǎo)管在設(shè)計時采用了脆性較強的高磷鑄鐵材料。高磷鑄鐵材

8、料脆性較強，容易在初始階段發(fā)生碎裂為導(dǎo)管裂紋產(chǎn)生創(chuàng)造了條件；氣閥修磨專用工具采用氣閥導(dǎo)管定位，并采用錐面對中形式，錐面能夠?qū)Ξa(chǎn)生導(dǎo)管的外脹作用，這就會使導(dǎo)管承受外表張力，容易使導(dǎo)管失效；氣閥座的修磨專用工具在其安裝過程中，由于沒有對其安裝的速度、位移沒有進行很好的控制，所以不可防止的使氣閥導(dǎo)管沒有受到?jīng)_擊力的沖擊；當氣閥的氣閥座修磨之后，并沒有采取有效的控制手段來對氣閥導(dǎo)管的裂紋進行檢查，使得裂紋在長時間的不良條件下擴大，最后引發(fā)氣閥導(dǎo)管失效。 3.2 進氣閥導(dǎo)管失效故障的應(yīng)對措施 根據(jù)以上原因，可以采用相應(yīng)的措施來防止導(dǎo)管失效的情況發(fā)生。這些措施主要包括：氣閥導(dǎo)管的外露設(shè)計，雖然從客觀上講是

9、為外力沖擊創(chuàng)造了條件，但去并不能成為導(dǎo)管失效的決定性因素。并且氣閥得外露設(shè)計是原因的，這樣設(shè)計有助于缸頭的冷卻和對進氣流量的有效控制。如果要對外露設(shè)計進行改變就需要改變缸頭結(jié)構(gòu)和試驗驗證此方法應(yīng)對導(dǎo)管失效作用并不明顯；改變氣閥導(dǎo)管材料，不僅需要試驗驗證支持，而且磷含量降低依然不能根本防止同類事件發(fā)生，所以也不建議采取此方法；氣閥的修磨專用工具與氣閥導(dǎo)管采用錐面對中定位，是普遍采用且對中效果較好的結(jié)構(gòu)形式，且改良的空間有限，故也不建議采取此方法；改善氣閥座的修磨專用工具在安裝中的速度和位置的控制，是目前比擬可行的手段，可以通過采用行車配合緩降器操作的方式來控制專用工具的移動和升降；在氣閥座修磨完成后，進行NDT 檢查，可以防止受損氣閥導(dǎo)管被應(yīng)用到設(shè)備上。 4 總結(jié) 核電站應(yīng)急柴油發(fā)電機組對于核電站的平安是十分重要的，在其運行過程中，會出現(xiàn)這些常見故障，如：潤滑油溫度過高、活塞開裂、進氣閥導(dǎo)管失效等。對這些故障產(chǎn)生的原因進行了分析，針對原因采取相應(yīng)的措施，來保證應(yīng)急柴油發(fā)電機組的平安性和可靠性。 參考文獻 【1】