蔡龍，陳安，徐堅(jiān)，薛林慧，龍?jiān)?/p>

(1. 哈爾濱電氣動(dòng)力裝備有限公司，黑龍江 哈爾濱 150060； 2. 大連理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 大連 116024； 3. 四川科新機(jī)電股份有限公司，四川 德陽 618400； 4. 江蘇大學(xué)國家水泵及系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，江蘇 鎮(zhèn)江212013)

反應(yīng)堆冷卻劑泵(簡稱核主泵)的安全性、可靠性以及相關(guān)性能決定整個(gè)核電站的安全運(yùn)行.核主泵處在一回路壓力邊界內(nèi)，是核安全一級(jí)、抗震Ⅰ類、質(zhì)保QA1級(jí)設(shè)備，無備用配置.三代核電站用核主泵的設(shè)計(jì)壽命為60 a[1-3].核主泵綜合性能試驗(yàn)是產(chǎn)品定型至關(guān)重要的依據(jù)，同時(shí)也是產(chǎn)品泵出廠前檢驗(yàn)的必要環(huán)節(jié)[4-5].因此，每臺(tái)核主泵出廠前必須要在模擬電站一回路系統(tǒng)的高溫高壓試驗(yàn)臺(tái)上驗(yàn)證其各項(xiàng)指標(biāo)[6].核主泵全流量高溫高壓試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)滿足核主泵樣機(jī)及產(chǎn)品水力性能、工程運(yùn)轉(zhuǎn)特性、耐久特性等多項(xiàng)試驗(yàn)的測試要求[7].此外，核主泵的試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)還應(yīng)滿足冷、熱工況使用條件，確保試驗(yàn)臺(tái)安全、可靠地工作.

高溫高壓試驗(yàn)臺(tái)主要包括主回路系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等[8].試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備較多，因此設(shè)計(jì)初期采用三維設(shè)計(jì)進(jìn)行管道、閥門及平臺(tái)建模.建模后，試驗(yàn)臺(tái)具備三維可視化、設(shè)計(jì)可修改、后期可管理等功能.同時(shí)，利用軟件進(jìn)行干涉檢查，并出具材料清單(包括設(shè)備清單)，統(tǒng)計(jì)管道長度、管件數(shù)量和種類、閥門數(shù)量和種類等，以方便采購，還可生成管道單線圖，用于現(xiàn)場安裝、調(diào)試期間的準(zhǔn)確定位[9].

諸多試驗(yàn)臺(tái)中，小型核主泵的試驗(yàn)臺(tái)國內(nèi)罕見，文中介紹的試驗(yàn)臺(tái)由哈爾濱電氣集團(tuán)有限公司建造完成，關(guān)于此類試驗(yàn)臺(tái)建造技術(shù)的文件極少.因此，文中將設(shè)計(jì)技術(shù)和實(shí)施內(nèi)容結(jié)合，介紹高溫試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)和建造技術(shù).

1 試驗(yàn)臺(tái)的組成

高溫高壓核主泵試驗(yàn)臺(tái)主要由回路系統(tǒng)和測控系統(tǒng)2大部分組成.由于試驗(yàn)臺(tái)涉及高溫高壓的壓力管道和壓力容器，設(shè)計(jì)和建造期間受國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)局的監(jiān)管.試驗(yàn)臺(tái)在建造結(jié)束后由當(dāng)?shù)氐馁|(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)部門進(jìn)行現(xiàn)場打壓，打壓合格并取得《特種設(shè)備使用許可證》后，方可開展核主泵的試驗(yàn)工作[10].

本案例小型核主泵的參數(shù)中，主泵運(yùn)行壓力pm≤16 MPa，主泵運(yùn)行溫度Tm≤16 MPa，運(yùn)行流量為2 000～3 000 m3/h，運(yùn)行揚(yáng)程為15～40 m，冷、熱條件下運(yùn)行轉(zhuǎn)速分別為2 898和2 916 r/min，冷、熱條件下額定功率分別為2 898和2 916 r/min，額定電壓為3 000 V；回路設(shè)計(jì)參數(shù)中，回路設(shè)計(jì)壓力prd≥17.2 MPa，回路設(shè)計(jì)溫度為350 ℃，工作流量為400～5 000 m3/h，運(yùn)行溫度Tr≤310 ℃，運(yùn)行壓力pr≤16 MPa，主回路管道內(nèi)徑為400 mm.

1.1 高溫高壓試驗(yàn)臺(tái)回路系統(tǒng)

回路系統(tǒng)主要由主回路、壓力調(diào)節(jié)回路、充水回路、陪試回路、主回路冷卻回路、試驗(yàn)泵冷卻回路、汽蝕回路、排放系統(tǒng)、造水裝置、外部供水系統(tǒng)、安全保障系統(tǒng)以及支撐平臺(tái)等幾個(gè)部分組成.試驗(yàn)主回路系統(tǒng)如圖1所示.試驗(yàn)臺(tái)的管道工藝流程(piping and instruments diagram, PID)如圖2所示.

圖1 核主泵試驗(yàn)臺(tái)

圖2 試驗(yàn)臺(tái)的管道工藝流程圖

1) 主回路.主回路主要由試驗(yàn)泵、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、陶瓷電加熱器、安全閥、主回路管道、管路支吊架、連接法蘭以及相應(yīng)的溫度、壓力、壓差(揚(yáng)程)和流量測量儀表等組成.主回路設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)流量.回路上設(shè)置高點(diǎn)排氣和低點(diǎn)排水閥門.安全閥實(shí)現(xiàn)回路壓力保護(hù)功能.陶瓷電加熱器安裝在主回路外管壁上.試驗(yàn)泵安裝在主泵剛性支承上，通過法蘭與主回路管道連接.試驗(yàn)泵入口水平管道設(shè)置1臺(tái)文丘里流量計(jì)，采用法蘭連接方式與主管道連接.主回路設(shè)置相應(yīng)的保溫層，保溫層的設(shè)置需兼顧保溫要求和后續(xù)系統(tǒng)維修保養(yǎng)要求.

2) 壓力控制回路.壓力控制回路主要由穩(wěn)壓器、安全閥以及相應(yīng)的溫度、壓力和水位測量儀表等組成，以保證系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)回路壓力的穩(wěn)定.穩(wěn)壓系統(tǒng)可保證主回路系統(tǒng)在測試主泵時(shí)所需的壓力參數(shù)，回路系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，穩(wěn)壓器的壓力和水位信號(hào)與加壓泵和穩(wěn)壓器電加熱元件聯(lián)鎖，保證回路系統(tǒng)的壓力處于正常范圍.

3) 充水回路.充水回路主要由加壓泵、貯存水箱、過濾器、管道、閥門及儀表等組成，用于向主回路充水、補(bǔ)水，并給系統(tǒng)壓力試驗(yàn)打壓.在試驗(yàn)開始前，通過充水系統(tǒng)向回路系統(tǒng)充水，充水完成后，貯存水箱內(nèi)的液位應(yīng)處于正常值，以滿足試驗(yàn)期間的補(bǔ)水需求.

4) 陪試回路.陪試回路主要由陪試泵、陪試回路、調(diào)節(jié)閥、隔離閥、流量計(jì)及測溫、測壓儀表等組成，用于完成試驗(yàn)泵的反向流量試驗(yàn).陪試回路和試驗(yàn)泵出入口相連，陪試回路上設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)流量.

5) 主回路冷卻回路.主回路冷卻回路主要由主回路冷卻器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、管道、閥門以及相應(yīng)的儀表組成，用于試驗(yàn)臺(tái)架回路系統(tǒng)降溫降壓及運(yùn)行過程中的溫度控制等.

6) 試驗(yàn)泵冷卻回路.試驗(yàn)泵冷卻回路主要由冷卻水泵、管道、閥門及測量儀表等組成，用于向試驗(yàn)泵、陪試泵提供冷卻水.主回路降溫降壓時(shí)，由1個(gè)設(shè)冷泵向主冷卻器提供所需的冷卻水，當(dāng)試驗(yàn)泵處于運(yùn)行狀態(tài)，冷卻循環(huán)水系統(tǒng)斷流或意外斷電時(shí)，可以通過開啟自來水閥門，利用自來水向試驗(yàn)泵和陪試泵提供冷卻水，保證主泵和陪試泵安全運(yùn)行.

7) 汽蝕回路.汽蝕回路設(shè)有壓縮空氣罐及真空泵.根據(jù)試驗(yàn)的需求，采用壓縮空氣罐升降壓或利用真空泵實(shí)現(xiàn)負(fù)壓，從而滿足汽蝕試驗(yàn)的需求.

8) 排放系統(tǒng).排放系統(tǒng)設(shè)置在陪試回路上，設(shè)置了2條排水回路，可以滿足不同的排水需求.主回路上設(shè)置了一個(gè)排水回路，用于主回路的清洗，排出主回路的異物.

9) 支撐平臺(tái).支撐平臺(tái)由回路支撐平臺(tái)、試驗(yàn)泵支撐平臺(tái)以及陪試泵支撐平臺(tái)組成，用于各種設(shè)備的支撐和設(shè)備安裝、維修和調(diào)節(jié).

10) 部分關(guān)鍵自制設(shè)備.主泵泵殼屬于形狀極不規(guī)整的承壓邊界，泵殼采用S30408材料整體鑄造，整體機(jī)械加工成型，采用多種清洗方法清潔泵殼內(nèi)表面，以確保泵殼表面清潔度.

穩(wěn)壓器為鍛焊容器，采用氬弧焊+自動(dòng)焊方式焊接穩(wěn)壓器各焊接接頭，并進(jìn)行100%RT檢測，檢測等級(jí)達(dá)Ⅱ級(jí)以上為合格.

主回路冷卻器高壓部分為鍛焊容器，制造方法同穩(wěn)壓器，管子管板間接頭采用自動(dòng)焊焊接，確保接頭質(zhì)量.

1.2 測控系統(tǒng)

測控系統(tǒng)主要由過程測量系統(tǒng)和檢測操控系統(tǒng)2大部分構(gòu)成，包含過程測量儀表、數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備、運(yùn)行監(jiān)控與試驗(yàn)操作設(shè)備、數(shù)據(jù)通信設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備和廣播通信設(shè)備等，如圖3所示.

圖3 儀表與控制系統(tǒng)圖

1) 過程測量儀表.過程測量儀表用于溫度、壓力、流量和液位等過程參數(shù)的測量，其中主要的測量儀表均采用了高精度設(shè)備.比如，文丘里流量測量精度為±0.5%，流量為350～3 500 m3/h，設(shè)計(jì)溫度為350 ℃，設(shè)計(jì)壓力為17.2 MPa；孔板流量計(jì)測量精度為±1.0%，流量為200～1 500 m3/h，設(shè)計(jì)溫度為350 ℃，設(shè)計(jì)壓力為17.2 MPa；壓力變送器測量精度為±0.01%，測量范圍為0～25 MPa；溫度變送器測量精度為A級(jí)，測量范圍為0～400 ℃，響應(yīng)時(shí)間為10 s，防護(hù)等級(jí)為IP55.

2) 數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備.數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備主要用于數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)、采集與控制，包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端和主控制設(shè)備，分別為主控制柜和現(xiàn)場終端柜.

3) 運(yùn)行監(jiān)控與試驗(yàn)操作設(shè)備.運(yùn)行監(jiān)控與試驗(yàn)操作設(shè)備主要用于試驗(yàn)臺(tái)架的監(jiān)控和試驗(yàn)操作，由臺(tái)架監(jiān)控計(jì)算機(jī)、試驗(yàn)操作計(jì)算機(jī)、備份計(jì)算機(jī)、報(bào)警光字牌和急停按鈕組成.

4) 數(shù)據(jù)通信設(shè)備.數(shù)據(jù)通信設(shè)備用于整個(gè)儀表與控制系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換，包含1臺(tái)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，并設(shè)置有遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)接入，具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能.

5) 視頻監(jiān)控設(shè)備.視頻監(jiān)控設(shè)備主要由監(jiān)控?cái)z像機(jī)和視頻監(jiān)控計(jì)算機(jī)組成.

2 試驗(yàn)臺(tái)測試能力

2.1 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

試驗(yàn)臺(tái)按GB/T 3216—2016 1級(jí)泵要求進(jìn)行設(shè)計(jì)[11]，并按要求布置流量、揚(yáng)程、溫度、壓力、功率、轉(zhuǎn)速等參數(shù)的測點(diǎn)，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將各個(gè)實(shí)測參數(shù)傳回計(jì)算機(jī)，通過數(shù)據(jù)分析控制軟件分析各個(gè)數(shù)據(jù)并實(shí)施系統(tǒng)控制，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，形成性能曲線.選用的各測量元件精度均遠(yuǎn)高于1級(jí)泵測量要求，按GB/T 3216—2016中系統(tǒng)不確定度分析方法分析計(jì)算所測得的各參數(shù)，并形成不確定度報(bào)告.

2.2 試驗(yàn)方法

按照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，在試驗(yàn)臺(tái)相應(yīng)的位置處設(shè)置有壓力變送器、溫度變送器、壓力脈動(dòng)傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和功率分析儀等測量儀器、儀表.為了適應(yīng)高溫高壓工況下的流量測量，選用的流量計(jì)為文丘里流量計(jì).

所有儀表與中控系統(tǒng)間的連接線均采用屏蔽線，用于傳輸標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)，并且傳輸距離最長可達(dá)30 m，且能有效屏蔽外界干擾，同時(shí)確保信號(hào)傳輸精度.通過輔助系統(tǒng)向主回路注水后，對(duì)回路進(jìn)行冷態(tài)升壓至2.5 MPa，進(jìn)行相關(guān)冷態(tài)參數(shù)驗(yàn)證后，再開啟加熱裝置對(duì)回路進(jìn)行升壓、升溫，直至達(dá)到壓力為15 MPa、溫度為286.5 ℃，滿足核主泵運(yùn)行所需的額定工況.升溫過程中通過控制穩(wěn)壓系統(tǒng)水位即可有效控制回路壓力波動(dòng)處于試驗(yàn)允許范圍內(nèi)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在20～320 ℃，0～16 MPa任意工況液態(tài)水介質(zhì)的相關(guān)性能試驗(yàn)驗(yàn)證.由于水的密度隨溫度升高而不斷降低，因此為確保流量測定的準(zhǔn)確性，通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)更新對(duì)應(yīng)壓力和溫度下的水密度值.

2.3 試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)

試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的自動(dòng)化分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)設(shè)定要求全自動(dòng)控制、監(jiān)測和曲線記錄功能，在試驗(yàn)期間，也可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行人工干預(yù).試驗(yàn)回路的控制系統(tǒng)能完成數(shù)據(jù)采集、模擬量控制和順序控制，包括溫度、壓力、流量、液位的檢測、監(jiān)視、PID調(diào)節(jié)和各種復(fù)雜調(diào)節(jié)，也能進(jìn)行各種閥門的開關(guān)和各種泵的啟停等順序控制，還可實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視及聯(lián)鎖保護(hù)等.此外，該系統(tǒng)能完成試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型建立、性能計(jì)算和曲線擬合處理等，最終生成試驗(yàn)報(bào)告，一次完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和性能曲線的打印輸出.

選擇我院接受的進(jìn)行超聲檢查的300例甲狀腺結(jié)節(jié)患者作為案例，對(duì)患者采用本院現(xiàn)有的超聲量化分級(jí)系統(tǒng)實(shí)施診斷和評(píng)估。本次研究的研究案例均符合要求，經(jīng)過病理診斷后具備知情權(quán)，簽署知情同意書。

3 試驗(yàn)臺(tái)的安全設(shè)計(jì)

高溫高壓試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮常溫20 ℃到熱態(tài)320 ℃回路升溫時(shí)管道部分熱膨脹引起的位移，并需兼顧核主泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)流動(dòng)的介質(zhì)以及試驗(yàn)臺(tái)的共振對(duì)設(shè)備的影響等.這些都與回路及設(shè)備的安全運(yùn)行密切相關(guān).

3.1 回路模態(tài)分析

通過ANSYS軟件進(jìn)行回路部分固有振動(dòng)特性分析，分析模型如圖4所示.由于主回路對(duì)核主泵的影響最大，對(duì)主回路、主泵殼以及主泵殼支撐部分進(jìn)行計(jì)算.約束邊界定為核主泵泵殼支架底部為固定，主回路底部支撐(除尾部支撐外)均為彈性支撐，其余支撐均為滑動(dòng)支點(diǎn).

圖4 試驗(yàn)臺(tái)有限元模型圖

模態(tài)是結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一階模態(tài)包括特定的固有頻率和振型，振型圖表示在某一階固有頻率下的振動(dòng)幅值.考慮了水對(duì)管路系統(tǒng)的附加質(zhì)量對(duì)振動(dòng)特性的影響，計(jì)算濕模態(tài).試驗(yàn)泵的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為50 Hz，對(duì)50 Hz附近的固有頻率進(jìn)行了提取，結(jié)果如表1所示,表中N為階數(shù)，fs為固有頻率.

表1 試驗(yàn)臺(tái)架濕模態(tài)固有頻率數(shù)據(jù)

圖5為試驗(yàn)臺(tái)架在48.186 Hz時(shí)振動(dòng)云圖，圖中s為振動(dòng)位移.從圖中可以看出，50 Hz附近固有頻率fs均位于離試驗(yàn)泵支撐較遠(yuǎn)的位置(以48.186 Hz為例，振動(dòng)位置位于主回路的豎直管段，如圖5所示)，對(duì)試驗(yàn)泵的運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生影響.

圖5 試驗(yàn)臺(tái)架振動(dòng)云圖(48.186 Hz)

3.2 流致振動(dòng)影響設(shè)計(jì)

核主泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)介質(zhì)流經(jīng)管道時(shí)會(huì)對(duì)回路部分施加交替的流體力，使得試驗(yàn)回路發(fā)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而試驗(yàn)臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)又改變了流體流態(tài)，進(jìn)而使作用于試驗(yàn)回路的流體力發(fā)生改變，介質(zhì)與試驗(yàn)回路相互作用引起流致振動(dòng).

流致振動(dòng)響應(yīng)分析位置測點(diǎn)如圖5所示.通過開展流致振動(dòng)分析獲得不同工況下管路系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)譜線.計(jì)算分析時(shí)選取3個(gè)重要的流量工況(1 500 ，2 500 ，3 000 m3/h)點(diǎn)對(duì)整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了分析.圖6為在額定工況Q=2 500 m3/h時(shí)試驗(yàn)臺(tái)的位移頻譜，圖中s為位移.通過分析流致振動(dòng)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)及核主泵的影響，采用加固等方式避開振動(dòng)的影響.

圖6 Q=2 500 m3/h時(shí)位移頻譜圖

流量的變化主要影響結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)的幅值，對(duì)響應(yīng)譜線的趨勢及峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)頻率影響不大.頻譜曲線中峰值點(diǎn)處頻率值對(duì)應(yīng)于管路系統(tǒng)的固有頻率.除固有頻率及其附近頻域處外，隨著頻率的增加，振動(dòng)位移的幅值不斷變小.

3.3 熱影響設(shè)計(jì)

試驗(yàn)臺(tái)按設(shè)計(jì)建造完成后，在相應(yīng)位置處設(shè)置了位移監(jiān)測標(biāo)尺，在回路底部采用彈性支撐，上管段采用滑動(dòng)支撐，回路在熱應(yīng)力的驅(qū)使下，均朝預(yù)期方向發(fā)生了相應(yīng)位移，位移量與理論計(jì)算基本一致.

4 主要失效模式和預(yù)防措施

高溫高壓核主泵試驗(yàn)回路系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中雖然已經(jīng)考慮了多方面的因素，但是在運(yùn)行過程中還可能因一些突發(fā)狀況而失效，可能存在的主要失效模式、原因及預(yù)防措施有以下幾個(gè)方面：

1) 脆性斷裂失效.一般當(dāng)使用溫度低于材料的無延性轉(zhuǎn)變溫度，材料發(fā)生脆性斷裂，或結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷，設(shè)備會(huì)在低應(yīng)力下發(fā)生低應(yīng)力脆斷.為了避免這種情況的發(fā)生，在材料選用時(shí)，要綜合考慮材料的韌性、制造和檢驗(yàn)要求以及結(jié)構(gòu)形式等方面，防止脆性斷裂失效發(fā)生.

2) 韌性斷裂失效.由于殼體材料經(jīng)歷彈性變形、塑性變形，隨著應(yīng)力和應(yīng)變的繼續(xù)增大，材料積累足夠大的塑性變形后出現(xiàn)韌性斷裂.通過提高材料選用要求，改善結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法、許用應(yīng)力規(guī)定等，防止韌性斷裂的發(fā)生.

3) 接頭泄漏失效.由于接管法蘭變形、墊片失效、密封面失效等原因可能會(huì)導(dǎo)致接管法蘭、透鏡墊兩側(cè)泄漏.為了避免這種泄漏情況的發(fā)生，應(yīng)選擇合適壓力級(jí)別的法蘭、密封面及密封件，并根據(jù)使用工況配上相應(yīng)級(jí)別的螺栓、螺母.

4) 彈性或塑性失穩(wěn).材料只要具有彈性或塑性，就存在局部結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的隱患，所以為了避免這種情況發(fā)生，設(shè)備應(yīng)通過GB 150.3—2011標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求的計(jì)算，管道都要通過GB 20801—2016標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求的計(jì)算.

5) 均勻腐蝕失效(腐蝕減薄).任何介質(zhì)都具有不同程度的腐蝕性，導(dǎo)致主要受壓元件隨著使用年限的增加逐漸變薄，最終厚度不滿足強(qiáng)度要求，導(dǎo)致失效.另外，由于外表面在大氣中的均勻腐蝕，導(dǎo)致殼壁減薄.考慮設(shè)備在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)介質(zhì)對(duì)鋼材的均勻腐蝕量，可選擇奧氏體不銹鋼材料，從而避免腐蝕失效.

5 核主泵試驗(yàn)

通過該試驗(yàn)臺(tái)完成了小型反應(yīng)堆核主泵相關(guān)的驗(yàn)證性試驗(yàn).試驗(yàn)項(xiàng)目包括：機(jī)組水壓試驗(yàn)，主泵冷、熱態(tài)性能試驗(yàn)(如圖7所示)，主泵機(jī)組軸承跑合試驗(yàn)，升降溫試驗(yàn)，實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷下電動(dòng)機(jī)溫升測定，主泵機(jī)組振動(dòng)、噪聲測定，壓力脈動(dòng)測量，冷卻水?dāng)嗍г囼?yàn)，冷卻水調(diào)整試驗(yàn)，電源及冷卻水?dāng)嗍г囼?yàn)，機(jī)組啟、停機(jī)試驗(yàn)，50次在役循環(huán)試驗(yàn)，500 h熱態(tài)運(yùn)行試驗(yàn)，80%低電壓啟動(dòng)試驗(yàn)，冷、熱態(tài)汽蝕試驗(yàn)，反向流量作用下的80%電壓啟動(dòng)試驗(yàn)，倒流量沖轉(zhuǎn)試驗(yàn)等.試驗(yàn)的測量數(shù)據(jù)均符合預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，試驗(yàn)臺(tái)高溫、高壓狀態(tài)下長期運(yùn)行可靠，穩(wěn)定數(shù)據(jù)輸出可信.

圖7 試驗(yàn)泵性能曲線

6 結(jié) 論

1) 總結(jié)了高溫高壓核主泵全流量試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方法.該試驗(yàn)臺(tái)不僅滿足三代核主泵各項(xiàng)性能測試，根據(jù)試驗(yàn)?zāi)芰Ψ秶?，?duì)于其他類型核主泵或非核電泵，在主回路和測量控制系統(tǒng)不改變的情況下，僅需把泵殼區(qū)域更換為適用于不同試驗(yàn)泵的結(jié)構(gòu)連接管路便可完成不同溫度和不同壓力工況下的試驗(yàn)驗(yàn)證.

2) 通過試驗(yàn)臺(tái)的建造、調(diào)試及試驗(yàn)泵安裝后的冷、熱態(tài)循環(huán)試驗(yàn)，均滿足設(shè)計(jì)所有預(yù)期的技術(shù)指標(biāo).試驗(yàn)結(jié)果滿足核級(jí)泵性能測試所需的所有項(xiàng)目測量要求，且符合GB/T 3216—2016標(biāo)準(zhǔn)的1級(jí)標(biāo)準(zhǔn).