某核电设备冷却水泵轴承箱缺陷分析及处理

摘 要：某核电站设备冷却水泵调试运行期间，出现泵驱动端和自由端恒位油杯油位低、启动时恒位油杯中润滑油吸入轴承箱导致轴承箱油位高（视油窗显示100%）、润滑油从轴承箱端迷宫密封处泄漏且轴承箱温度高等缺陷。随后，对设备冷却水泵诸多缺陷开展了专项治理工作，经对该泵轴承箱进行改造，消除了轴承箱迷宫密封漏油现象，为以后处理泵轴承箱恒位油杯油位低、启动时润滑油吸入轴承箱、轴承箱端迷宫密封漏油、轴承箱温度高等缺陷提供了参考。

关键词：设备冷却水泵;轴承箱;油位高;温度高;迷宫密封漏油;改造

0    引言

某核电站设备冷却水泵结构型式为卧式单级双吸离心泵，设计流量3 000 m3/h，额定转速1 485 r/min。泵自由端设置背靠背安装的角接触轴承，用以平衡泵在运行过程中产生的残留轴向力;驱动端采用单列圆柱滚子轴承，为驱动端提供刚性支撑;轴承箱与轴间密封采用简单间隙式迷宫密封，设备冷却水泵轴承箱及轴承箱迷宫密封型式如图1所示。

此结构的轴承箱在设备调试运行期间，出现恒位油杯油位低、启动时恒位油杯润滑油吸入轴承箱导致轴承室油位高（视油窗显示100%）、润滑油从轴承箱迷宫密封处泄漏且轴承箱温度高等缺陷。本文分析了以上缺陷产生的原因，并针对原因制定了一系列改进措施，为以后处理此类问题提供了参考，具有一定的借鉴意义。

1    设备冷却水泵故障现象分析及处理

1.1    结合现场情况初步分析

（1）油杯设计制造时A点（图2）位置过高，轴承箱内润滑油波动，导致恒位油杯水平管内的润滑油低于A点，使恒位油杯补油，进而导致轴承箱内的润滑油油位过高。

（2）产生假油位。由于不锈钢套管长度过长，套管外部空间缩小，润滑油倒吸现象会引起安装底座内的油位升高，导致视油窗显示的油位与设备轴承箱内的油位不相符合，形成假油位，导致油杯与底座接口处漏油。

基于以上两点，对设备冷却水泵轴承箱漏油进行了初步处理，通过在恒位油杯A处（斜口处）套上橡胶软管，重新对恒位油杯斜口进行加工，从而实现降低A点高度的效果，以降低油杯对轴承箱的补油速率，从而减少油杯与底座接口处漏油以及泵启动时被吸入轴承箱的润滑油。

但在设备运行中，对于设备冷却水泵轴承箱油位高、轴承箱迷宫密封处漏油、油杯与底座接口处漏油且油杯油位低、轴承箱温度高等问题，以上处理方法的作用并不明显。

1.2    设备冷却水泵轴承箱解体

（1）两端轴承箱内侧（接近泵体机械密封侧）迷宫密封凹槽缺少回油槽（图纸上有，但厂家未加工）。泵在运行状态下，轴承箱内润滑油应沿泵轴流入轴承箱的回油槽内，由于没有回油槽，润滑油无法从轴承箱内侧迷宫密封凹槽回流到轴承箱内，导致轴承箱内侧迷宫密封凹槽内润滑油流到或者被甩到轴承箱外部。

（2）轴承箱油杯、视油窗高度设计不合理。原设计的轴承箱内润滑油油位已达轴承内圈附近，正常情况下，轴承箱内润滑油淹没轴承最下方滚珠1/3以上即可。另外，该泵自由端、驱动端轴承箱内安装有甩油环。

（3）轴承箱油位高，轴承箱内轴承、甩油环等回转部件对润滑油过分搅动，润滑油在轴承箱体内四处飞溅，使大量润滑油聚积在轴承箱内侧迷宫密封凹槽、结合面等处，增大了泄漏的可能性，且不利于轴承箱体的散热。

（4）轴承箱内部设计考虑不充分，轴承箱迷宮密封间隙大，缺少挡油盘，导致润滑油泄漏倾向偏大。

（5）由于甩油环下端浸泡在油池中，随泵轴一起做回转运动时会将润滑油搅起，甩到轴承箱壁上，油池中的油位相对降低，引起油杯补油。停泵后，轴承箱壁上的润滑油回到轴承箱，导致轴承箱油位高，润滑油从轴承箱迷宫密封处渗漏。

2    改进措施

（1）在泵驱动端、自由端轴承箱迷宫密封凹槽处重新加工回油槽。

（2）结合现场实际测量情况，提出降低轴承箱油杯和视油窗位置，并征得厂家同意。在设备冷却水泵驱动端与非驱动端轴承箱体没有恒位油杯、视油窗的一侧加工恒位油杯和视油窗的螺纹孔，视油窗螺纹孔和恒位油杯螺纹孔中心均向下降23 mm，将原安装恒位油杯、视油窗的螺纹孔用螺塞封堵，重新加工后，停泵状态下轴承箱内润滑油浸没轴承最下方滚珠1/3处。

（3）在轴套上安装挡油盘，挡油盘安装时调整好挡油盘与轴承箱内壁间隙，从而在防止挡油盘与轴承箱内壁产生摩擦的同时避免间隙过大，如图3所示。

经过改进后，设备冷却水泵驱动端和自由端轴承箱油位高现象，轴承箱迷宫密封、恒位油杯与底座接口处漏油现象消失，泵驱动端和自由端轴承箱温度恢复正常。对设备冷却水泵轴承箱的改造，确保了设备在运行时处于良好的润滑状况，避免了设备因润滑不良导致停机等事件的发生。

3    结语

通过对设备冷却水泵轴承箱的改造，有效消除了设备冷却水泵轴承箱恒位油杯油位低、启动时润滑油被吸入、轴承箱迷宫密封漏油、轴承箱温度高等现象，确保了设备冷却水泵稳定运行，同时也为此类缺陷的有效解决提供了参考。

以上措施是对此次缺陷的总结，但实际工作中还需具体问题具体分析，不能千篇一律，不可一概而论。

[参考文献]

[1] 成大先.机械设计手册[M].3版.北京：化学工业出版社，1999.

[2] 朱帅经，肖维贵.离心泵轴承箱的改进[J].西南给排水，2007，29（1）：37-38.

[3] SM1-MP1J-V8-100设备冷却水泵运行维护手册[Z].

收稿日期：2020-04-02

作者简介：曹阳（1991—），男，辽宁绥中人，助理工程师，研究方向：核电厂水泵检修。