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安全殼底封頭運輸和吊裝施工技術

文檔作者：蔣嚴軍文檔來源：中國中原對外工程有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年03月23日
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Nuclear Power Safety
核電安全
安全殼空氣冷卻機組電機
故障分析
蔣嚴軍
(中國中原對外工程有限公司上海200233)
摘要：恰希瑪核電站二期(C2項目)安全殼空氣冷卻機組，在項目調試階段的連續(xù)燒毀，暴露出該
機組風機存在的問題是共性的。在此基礎上，分析風機存在問題的原因，為后續(xù)及同類產品提供借
鑒和參考。
關鍵詞：安全殼空氣冷卻系統(tǒng)；單列深溝球軸承；單列角接觸球軸承；風機；電機；熱膨脹
中圖分類號：TL38文獻標志碼：A文章編號：1674-1617(2012)01-0074-07
Fault Analysis for Motor Burn-out of Reactor Containment
Vent Cooling Conditioner
JIANG Yan-jun
(China Zhongyuan Engineering Co., CNNC, Shanghai 200233, China)
Abstract: The motor was continuously burnout in reactor containment vent cooling conditioner
of C2 project, which indicated that there were general problem in the fan. This thesis analyses
the problem of the fan in order to give advice and reference for similar product manufacture.
Key words: reactor containment vent cooling conditioner; single-row deep groove ball bearing;
single-row angular contact ball bearing; fan; motor; thermal expansion
CLC number: TL38 Article character: A Article ID: 1674-1617(2012)01-0074-07
1事故簡述及分析
運行的一個輔助系統(tǒng)，但也是核電廠正常運行必
不可缺的一部分，對于核電廠的安全更是重要的保
安全殼空氣冷卻系統(tǒng)(VCC)是為排除反應
堆廠房內設備散熱而設置的循環(huán)冷卻系統(tǒng)。安全
證。
但是，在恰希瑪核電站二期(C2)項目的調
殼空氣冷卻系統(tǒng)有6×25%容量的循環(huán)冷風機組，
反應堆正常運行期間，該系統(tǒng)4臺設備投入運行，
試階段，在半年的時間內，該系統(tǒng)的風機卻接二
2臺備用。
連三地燒毀，導致系統(tǒng)無法正常調試運行。令人
安全殼空氣冷卻系統(tǒng)，雖然只是核電廠正常
不得不對此系統(tǒng)設備的質量和運行維護管理進行
慎重思考。
收稿日期：2011-11-07
作者簡介：蔣嚴軍(1969一)，男，黑龍江人，高工，機械專業(yè)，從事核電機械類產品工作。
74
中國核電
CHINA NUCLEAR POWER
第5卷第1期2012年3月
核電安全
2010年3月10日，進行VCC系統(tǒng)調試時發(fā)
現(xiàn)，VCC各臺冷卻機組在風機與閥門聯(lián)鎖運行
后，電源開關熱繼電器頻繁動作，工作電流超過
額定電流，而且開關柜內有異音。
2010年3月17日，VCC003RU電機出現(xiàn)異
響，隨后跳閘。拆檢發(fā)現(xiàn)，軸承已經燒熔，電機
燒毀。初步排查是由于軸承油脂的缺失，最終導
致電機燒毀。
2010年6月13日，對VCC004RU檢查發(fā)現(xiàn)，
圖2燒的VCC001FN電機
絕緣為0，電機短路，軸承燒熔，風機轉子掃膛，
Fig.2 The burnout motor of the VCC001FN
同VCC003RU的情況一樣。
廠家根據(jù)現(xiàn)場反饋情況認為，電機的安裝
存在錯誤（即安裝時電機的軸承方向裝反了），
6313軸承本應該裝在電機上端，現(xiàn)在裝在了下
端。在重力作用下，產生摩擦，造成了電機軸承
的燒毀。但后來的情況，完全偏離了這種解釋。
2010年8月19日，在廠家的指導下，更換
了電機和進行過系統(tǒng)檢查的VCC004RU風機，
運行10d后，又出現(xiàn)了上述問題；10月23日
圖3燒毀電機外觀
VCC001RU風機、10月25日VCC006RU風機在間
Fig.3 The appearance of burnout motor
斷運行的狀態(tài)下陸續(xù)燒毀（見圖1至圖3）；10月
發(fā)現(xiàn)，油脂變色、油脂減少，軸承溫度已經達到
26日VCC002RU風機出現(xiàn)異常，拆解發(fā)現(xiàn)，該電
規(guī)范要求的上限，VCC001/005RU暫時未發(fā)現(xiàn)明
機的6313軸承的潤滑油已經沒有了，只是還沒有
顯變化；3月6日，再次對保養(yǎng)后連續(xù)運行29d的
到電機燒毀的程度。
VCC003/004/006RU風機進行檢查，軸承內的潤
吸取了上述教訓，2011年1月7日，現(xiàn)
滑脂變色，且所剩無幾。
場對尚未出現(xiàn)異常、但對運行時間不久的
同樣問題的連續(xù)出現(xiàn)，暴露出風機電機燒毀
VCC003/005RU進行檢查，電機端6313軸承的
的原因是共性的問題，而不是個案，更不可能是
潤滑油已經變色；2月5日，對剛剛更換新電機的
維護運行不當造成的，而是風機的質量和設計方
連續(xù)運行了18d的VCC002/004RU風機進行解體
面存在問題。
該型號電機(Y225S-4N)是應用非常廣泛
的成熟產品，按道理絕不該出現(xiàn)此類事故。問題
究竟出在哪里？只有結合現(xiàn)象和風機的結構、特
點來分析。
現(xiàn)場燒毀的電機上普遍存在幾個共同特點
(損毀電機見圖1至圖3)：
1)燒熔的軸承均為單列深溝球軸承（軸承
型號：6313，簡稱6313)。
2)與6313軸承配合的軸承端蓋上有明顯劃
圖1燒的VCC004FN電機
痕，且6313軸承內圈磨損嚴重，局部已經磨成楔
Fig.1 The burnout motor of the VCC004FN
形。說明軸承內圈與軸承端蓋相碰；電機外的油
75
Nuclear Power Safety
核電安全
漆嚴重變色則是承受高溫的結果。
調風機并聯(lián)的向下的送風系統(tǒng)。VCC風機是一
3)單列角接觸球軸承（軸承型號：7313，
個垂直安裝向下送風的軸流風機，由進氣環(huán)、
簡稱7313)軸承沒有燒毀，且油脂均未缺失。
機殼、整流導葉環(huán)、葉輪（上下兩組）、電機
VCC空調系統(tǒng)的系統(tǒng)布置（見圖4）是3臺空
(37kW)等部分組成（見圖5至圖7）。
MIR
VHM001FN
TIR
TIR
DPEM
HSSL
VCC001RU
VCC002RU
VCC003RU
TIR
區(qū)區(qū)
TIR
)
TIR
CSLHS)
②
②
HSSL
SLHS
②
HSSL
VCC002DA
VCC003DA
圖4VCC空調系統(tǒng)布置圖（節(jié)選）
Fig.4 The layout of the VCC (excerpts)
安全殼
送風方向：向下
6313軸承
7313軸承
圖5VCC風機裝配圖
Fig.5 Assembly drawing of the VCC fan
76
中國核電
CHINA NUCLEAR POWER
第5卷第1期2012年3月
核電安全
的因素很多，主要會隨著電流和電機轉速的變化
而變化。
根據(jù)力學第一定律，作用力與反作用力相
等。因此，電動機受到的向上的作用力F,等于
風機的送風能力，即粗略可以認為：風機產生的
全壓在風機截面上的力。
G
軸向作用力F=靜壓×作用面積
計算時將兩級風機視為一個整體，兩級風機
的總靜壓可看做單個軸流通風機的“代數(shù)和”；
圖67313軸承受力情況
I級風機靜壓為：1000Pa,級風機靜壓為：
Fig.6 The force analysis of the bearing 7313
1300Pa,方向均指向進風口。
從風機裝配圖（見圖5）中可以看到，正常
作用面積=回轉葉片環(huán)面積+輪轂面積=
情況下，6313軸承處于上部，而7313軸承的安裝
π/4×(1.003)2。
位置在電機的下部，承受著電機轉子和風機的葉
軸向作用力F:(1000+1300)×π/4×
輪重力。理論上，6313軸承不受力，處于自由狀
(1.003)2。
態(tài)，可以沿著軸向做上下的小范圍地移動，不存
通過查閱廠家出廠資料（見圖8）獲得的風
在摩擦和熱產生。
機相關參數(shù)，額定工況下的7313軸承的受力計算
由現(xiàn)象及經驗判斷，造成風機事故的主要原因：
如下：
1)廠家設計時沒有考慮到設備的具體使用
F=1 806.42 N=184.33 kgf
情況，對于風機的升力和葉輪的重力沒有經過計
軸承所受到的重力為：
算，錯誤地以為此電機為一個單向受力的形式。
憑經驗進行設計，不嚴謹。
G=g轉子+g葉輪+go
=120+153.4+10
實際是：作用在電機軸承（主要是7313軸
承)的力由兩部分組成（見圖6），一個是風機葉
=283.4 kgf
輪、電機轉子及附件組成的重力G;另一個就是
可見，F(xiàn)

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