1、100型主泵型主泵2号号密封静密封静环石墨环石墨严重磨损问题严重磨损问题分析及探讨分析及探讨YMM2017.05目录目录1.事件背景2.结构及原理介绍3.原因分析4.进展行动21.事件背景3 自宁德N102大修至今，RCP主泵2号密封静环石墨相继发生磨损问题，严重影响机组安全稳定运行。时间时间功能位置功能位置大修轮次大修轮次2号静环凸台高度号静环凸台高度（mm）判定标准判定标准历史情况历史情况2015年年10月月N1RCP002PON102首次拆检1.000-1.150设计值3.00-3.30mm。评估准则“如果最小高度2号静环1.65mm或者最大处与最小处的2号静环相差0.25mm，则2号静
2、环将整体报废，更换新部件”主泵2/3#密封组件历史翻新经验：经过1C或2C拆检，测量2号静环石墨凸台高度在3.100mm左右，满足设计要求2016年年09月月Y1RCP002POY102首次拆检0.530-0.6202017年年01月月Y3RCP003POY301首次拆检2.390-2.6001.事件背景4项目实测（设计标准：3.00-3.30mm）12345678偏差石墨凸台高度（mm）0.5500.5800.6100.6150.6200.5800.5600.5300.09图1 Y1RCP002PO主泵2号密封静环磨损表2 Y1RCP002PO主泵2号密封静环磨损后石墨凸台高度2.结构及原理
3、介绍5 100型主泵2/3号密封组件为主泵的循环备件，预防性更换周期为三年（2C），根据经验反馈该部件最短寿期应至少3年，对更换下来的组件进行翻新作为备件使用。此机封组件包含主泵2号密封和3号密封，见图2。主泵2号密封是一个摩擦面型轴封，它由一个石墨覆面的不锈钢静环和一个与轴一起转动的喷涂碳化铬覆面的不锈钢动环组成。2号轴封的作用是阻挡1号轴封的泄漏水，引导其流回RCV系统。通过动环的定位尺寸及液体压力和弹簧力使静环压在动环上，动、静环之间的摩擦面由1号轴封泄漏流量的一小部分进行润滑和冷却。通过2号轴封的正常泄漏量为11.4 L/h，压差为0.17MPa，泄漏水排到RCP009BA，见图1。N
4、o.2静环冷却回路图2 主泵2/3#密封组件及2号密封结构图63、原因分析 下面从2/3#密封组件的设计、制造、安装、调试、运行和设备拆检情况各环节查找原因，总结可能的失效模式。1、主泵2/3#密封组件的设计 此型号2/3#密封组件广泛应用在CPR1000 100型主泵上，设计成熟，国内及EDF未有过设计问题的不良反馈。2、2/3#密封组件的制造调查分析 （1）下面从23#密封组件石墨批次7（2）石墨材料性能分析 主泵2号密封静环为石墨材质，允许存在一定的磨损量，石墨材料性能主要包括肖氏硬度、抗折强度、抗压强度、体积密度及孔隙率等。石墨材料的硬度是石墨材料质量的一个重要指标，硬度降低，标志着石
5、墨耐磨性能、抗压强度下降以及石墨的抗疲劳极限降低。查询此密封制造完工报告，此批次32块石墨硬度均满足标准，采用电厂简易硬度仪进行测量，结果满足标准，近期发生三例石墨磨损事件，石墨其他的性能指标有必要进行第三方机构检测分析。（3）2/3#密封组件零部件制造尺寸 如果2/3#密封组件的零部件制造尺寸存在偏差，将影响动静环定位，密封面摩擦力改变存在磨损的可能，事件发生后，此2/3#密封组件（JT202）增加了相关零部件制造尺寸的测量，同时与Y301大修更换下来的Y3RCP001PO 2/3#密封组件（2号密封静环石墨未磨损）零部件尺寸进行对比分析，零部件制造尺寸未见明显异常。调查阳江核电厂所有翻新过
6、2/3#密封组件和N1RCP002PO 2/3#密封组件的批次情况，发现同批次石墨生产的产品有运转正常的，也有异常磨损情况，从目前的数据分析，共模故障的可能性低。83、原因分析3、2/3#密封组件的安装 查询Y1RCP001/002/003PO主泵水力部件密封的安装质量计划、设备内部清洁度检查报告、密封安装检查记录，装配工艺相同，质量和设备防异物方面进行三级QC控制，满足安装工艺要求。4、主泵2/3#密封组件调试和运行 查询商运期间Y1RCP002PO和Y3RCP003PO的2号密封泄漏量，整个运行周期内2号密封泄漏量正常，偶有小范围波动，与其它泵情况基本类似，无大的波动及其它异常，2号密封密
7、封功能正常。调查调试和商运期间影响主泵密封功能系统运行事件，阳江核电厂1号机组曾发生一回路失压超PT图事件，阳江核电厂3号机组系统运行未查询到相关的异常事件。（1）阳江核电厂1号机一回路失压超PT图的事件分析 2014年2月26日阳江1号机在NS/RRA模式运行，一回路压力27bar，三台主泵运行，因未控制好Y1RRA024VP开度，冷却剂收缩导致一回路压力出现下降，最低至15.48bar左右。因为一回路压力降低，三台主泵一号密封压差Y1RCP109/209/309MP分别下降至14.75/14.85/14.87bar，一号密封泄漏量Y1RCV036/038/040MD(三个最低点)为57/4
8、2/91 L/h，其它参数正常。整个过程持续3分钟左右，一回路压力恢复后三台主泵参数恢复至正常范围。93、原因分析一号密封背压正常在2.1bar左右，一号密封的泄漏量有最小45L/h的要求。该事件引起三台主泵一号密封背压降低,导致2号密封动静环之间闭合力增大，一号密封泄漏量减少，2号密封冷却水量减少，存在润滑不足导致2号密封动静环密封面磨损可能。从数据分析，本次事件对Y1RCP002PO主泵2号密封静环影响最大，但Y101和Y102大修分别对Y1RCP001PO/003PO进行拆检未发现密封磨损问题，同时经过调查阳江3号机组系统运行未发生异常事件，但Y3RCP003PO出现磨损，Y3RCP00
9、1PO未磨损。分析认为该事件对静环磨损有一定的促进作用，非根本原因。103、原因分析图9 主密封水流向及压力变化示意图113、原因分析5、设备拆检情况 本次翻新检查Y1RCP002PO主泵2号密封石墨表面不存在圆周深沟性划痕，密封面均匀磨损，无可见裂纹、划痕；密封石墨凸台周边未见缺口。2/3#密封组件清理过程及一号密封腔室内窥镜检查未见异常颗粒物质。主泵2#密封静环工作是以插入环上导向销为导向上下浮动。检查导向销，存在轻微磨损，实测0.04m，不存在偏斜及异常磨损，与以往密封翻新比较磨损较轻，正常。主泵2/3#密封组件解体检查时发现2号密封动环有磨损变形及间隔套存在过热现象。用测量平板及千分表
10、配合测量2号密封动环平面度不合格，其圆周最大偏差0.015mm（标准小于0.005mm）；动环放在测量平板上180方向0.02mm塞尺可通过，动环整体存在轻微变形；检查2号密封动环外缘及与密封面运行位置对应的间隔套筒部位存在过热现象。Y3RCP003PO主泵2号静环存在磨损，检查其2号动环的平面度合格，未出现变形过热现象。经过对比分析，Y1RCP002PO过热变形现象可能与一回路失压导致主泵2号密封润滑冷却不足有关。3.原因分析12 表5 Y1RCP002PO主泵2号密封静环石墨磨损原因分析表序号可能原因支持证据反对证据可能性1主泵2密封存在制造偏差 1、在不同机组和批次，近期发生3起2号静环
11、石墨磨损事件。2、安装、调试、运行及设备翻新各环节正常。1、厂家提供的石墨出厂报告合格，简易检测石墨硬度满足标准。2、与未磨损的2/3#密封组件零部件尺寸对比分析正常。2、各基地历史未发2号密封静环石墨磨损事件。中2主泵2/3#密封组件整体安装工艺存在问题无主泵安装期间安装文件、质量计划相同，安装过程中工程、厂家、YMM现场见证。低3异物进入密封面 石墨凸台高度存在严重磨损。1、检查2#密封石墨表面均匀磨损,不存在圆周深沟性划痕。2、2/3#密封组件清理过程及一号密封腔室内窥镜检查未见异常颗粒物质。低42号密封静环随动性差 无1、检查插入环、导向销槽型密封状态正常。2、查询周期内Y1RCP002PO二号密封泄漏量正常。低52号密封润滑冷却不足1、2号密封动环磨损变形及间隔套存在过热现象。2、调试期间一回路失压导致主泵一号密封背压及泄漏量降低，密封润滑冷却不足。1、Y1RCP001PO/003PO检查未见异常2、Y3RCP002PO 2号静环出现磨损，调查历史未发生异常事件。中4.进展及行动1、石墨外送检测，目前正在寻找渠道2、厂家分析讨论，各位专家见解谢谢！14
