胡 伟

（阳江核电有限公司，广东阳江 529941）

0 引言

核电厂利用核裂变反应产生的能量来发电，其众多的机械设备大致可分为旋转机械和静止机械两大类。旋转机械在核电厂的生产运行过程中占有重要位置，大到汽轮发电机组、一回路冷却剂泵，小到各种类型的泵与风机，无处不在。为了使核电厂安全、稳定地运行，保证旋转机械的安全稳定运行就尤为重要。在众多的旋转机械监测参数中，振动是重中之重。同样，静止机械连接着电厂各个系统设备，其作用也不容小觑。如果把旋转机械比作心脏的话，那么静止机械就是连接整个血液回路的血管，两者中任何一个出现问题都会造成巨大伤害。因此，对核电厂设备进行振动监测分析的工作十分重要。

本文以阳江核电厂为例，对核电厂生产准备期间的振动管理工作进行深入的总结分析，以期做好经验传承，为振动管理工作的优化完善提供依据。

1 振动管理体系的建立

1.1 提前谋划，开展针对性的专业技能培训

良好的人员技能培训是做好工作的前提，是保障机组安全稳定运行的基础。在生产准备阶段提前谋划，针对专业人员进行系统化培训，组织人员参与成熟基地的日常生产、移交接产及大修工作，学习成熟电站的工作模式。经过一至两年的成熟电站在岗培训后，返回所在电厂开展生产准备前期工作，制定振动监测标准体系，采购振动监测仪表，搭建振动监测数据库系统。

从实际情况来看，安排人员到成熟运行电站和移交接产电站进行培训，是最直接也是最好的人员培训方式，可以更好地了解本专业的工作模式，对于后续人员的成长有很好的帮助，同时可以与成熟电厂的专业人员建立良好的人际关系，为后续新电厂的后援技术支持和经验反馈等搭架良好的沟通平台。安排人员去外部参加专项培训不仅可以很好地提高人员的专业技能，也可以接触到其他外部单位的人员，了解外部单位的工作模式及经验反馈等信息。安排人员深度参与工程安装、调试工作，可以更好地了解现场的设备。上述培训方式都是人员培训的很好选择。

1.2 早做准备，提前进行设备采购配置

“工欲善其事必先利其器”，振动检测分析仪表及数据库系统就是振动专业的“器”。振动参数是现场设备运行状态的一个重要指标，振动监测数据库是为了对阳江核电现场旋转机械、静止机械等设备的振动情况进行数据存储、趋势分析、故障诊断等工作的开展而建立起来的，对现场设备运行状态及故障原因分析有着深刻意义。振动监测系统的建立，既为现场监测工作的全面开展打下了坚实基础，同时也为核电设备的健康、稳定运行提供了技术支持。以阳江核电厂为例，2012 年8 月3 日阳江振动专业在相关IT 技术人员及厂家人员的协助下，成功实现了阳江核电站振动监测数据库的服务器、客户端软件的安装与调试工作，正式部署到阳江本地服务器的环境中进入运行阶段。阳江核电厂至此具备了自主进行现场设备振动测量分析的能力，此时距离阳江1 号机冷态试验开始时间（2013 年3 月25 日）尚有近8 个月的时间。

除了日常振动测量设备仪表的采购，一些专有仪表的采购工作也需提前进行，如汽轮发电机组振动监测设备、动平衡仪专用仪表等，做好仪器使用培训，以确保在机组调试开始之前具备现场使用条件。

1.3 收集设备信息，制定振动监测标准管理体系

设备的振动标准制定、振动测量方案以及测量数据分析都需要设备信息，因此收集设备重要信息在振动监测体系中有着重要作用。收集各系统设备的运行维修手册，进行关键设备振动信息提取，是准备阶段需要执行的最重要的工作之一。设备的安装布置、详细结构、轴承信息、联接型式、运行模式等都会影响后续的振动测量分析工作。以阳江核电厂为例，阳江1 号机在冷试前完成近200 台重要设备的信息收集、标准制定工作，大大提高了移交接产过程中的工作效率，提高了工作便捷度。同样在阳江2 号～6 号机一直在延续这种做法，并同步进行各机组设备不同点的识别，以便后续设备状态的横向对比，更好地积累运行经验。

振动标准的制定是一门很深的学问，核电厂获取振动标准的来源可能有多种渠道，设备运行维修手册、国家标准、行业标准、采购技术规格书等，都可能给出一个设备的振动标准。这同时也带来了一个问题，从不同渠道获得的振动标准之间会存在一定的冲突，由于大多数振动标准文件是推荐性的、并非强制标准，因此在众多标准中选择一个合适的标准就显得尤为重要。结合阳江核电厂多年的经验来看，国家标准为标准制定的最低要求，所有标准的制定必须严于国家标准，在满足国家标准的前提下首推设备运行维修手册提供的标准，因为设备运行维修手册的编写工作是由设备制造厂家编写的，设备厂家对自己设计生产的设备给出的振动控制标准普遍具有更强的针对性。

1.4 深度参与工程安装、调试工作，独立监督验收设备振动

在移交接产过程中，及早介入，参与工程安装、调试工作，便于熟悉现场设备安装运行工作，有利于后期故障诊断能力的提升。振动专业人员进过专业的培训，建立旋转机械振动管理体系，深度介入移交接产过程中，独立监督旋转机械振动状态。以阳江核电厂为例，6 台机组调试期间共自主完成旋转机械振动测量分析评价设备近2500 台/次，出现旋转机械振动问题的设备近100 台，并主动参与旋转机械振动问题的处理工作，确保设备移交良好状态的同时也提升了队伍能力，为机组商运后稳定运行打下坚实的基础。

1.5 参与调试期间振动问题解决，提升队伍能力

在机组调试期间不可避免会出现很多问题，有些问题可能不会在后续机组商运过程中出现，因此这些锻炼队伍的机会是难能可贵的。由于阳江项目调试期间设备振动采取自主测量分析的形式，所以参与到问题处理的机会就会多一些、话语权会更重一些。在机组的调试期间，处理过EAS/RIS 电机振动问题、APA 电机振动问题、RCV 齿轮箱振动问题、RRM/DVK 等风机振动问题等，每个问题的处理过程均有一定难度，但是在整个问题的处理过程中人员可以增长经验拓宽视野，对后续队伍能力的提升有很大帮助。

1.6 生产准备期间的小支管普查工作

在核电厂管线众多的老化问题中，疲劳是主要失效机理之一，其中尤以振动疲劳最为突出。根据国内外核电站运行经验反馈，核电站有很多公称直径等于或小于2 英寸（5.08 cm）的小支管，当管线振动较大时小支管与主管连接处的焊缝容易出现振动疲劳失效，导致焊缝处出现裂纹甚至断裂。裂纹产生的主要原因是小支管的布置方式容易导致应力集中，在有激振源的情况下会出现较大振动、进而振动疲劳失效。这类可能因振动疲劳而导致失效的小支管被称为振动疲劳敏感小支管，简称“敏感管”。因此，在机组商运前，必须对电厂敏感小支管进行筛选及普查治理工作，在冷试、热试和机组冲转启动阶段分别对核岛、常规岛的小支管进行振动普查。

在现场测量前，提前进行管线清单梳理、现场踩点，现场测量后进行计算分析、问题处理。以阳江4 号机为例，具体情况见表1。

表1 阳江4 号机小支管现场测量情况汇总 根

发现的问题优先推动在工程期间完成处理，如果拖到商运后处理不仅会很难寻找处理窗口，而且会成为机组安全运行的隐患。

由于生产准备期间工作的特殊性，主线工作以工程为指导，因此需提前与工程做好沟通，落实普查的保温脚手架等前提条件及测量窗口等要求，以保证此工作的正常开展。

1.7 重大设备的调试参与

核电厂的重大设备很多，应高度重视主泵、汽轮发电机组、柴油机等设备，因此很有必要参与到这些设备的调试过程，及早发现问题，避免留下隐患。同时参与过程也是经验积累的过程，对人员培养也很重要。

主泵是核电厂中唯一的核安全一级和质量一级转动设备，在一回路温度由冷态至热态变化过程中振动幅值变化明显，存在一定的热不平衡量，这必然会导致主泵振动速度及轴位移偏高，影响主泵及机组的安全稳定运行，因此对主泵的振动监测及动平衡处理是每个振动专业人员必备的核心技能。阳江6 台机组共有主泵18 台，有10 台在调试期间进行过动平衡试验，进行动平衡的概率超过50%，动平衡后主泵振动都达到了优秀水平，确保在商运之前将主泵振动降低至一个较低的范围内，为后续机组商运打下良好的基础。由于CPR1000 主泵设计上没有泵振动相位信号测量，给主泵动平衡的现场实施带来了很大不便，阳江核电厂采用自主设计临时支架加装轴位移和键相传感器进行测量分析，新机组可以考虑在设计阶段增加键相测量装置或采用转速信号进行转换，结合在线轴位移探头的方式进行振动相位测量，不仅可以大大减少主泵动平衡的现场工作量和现场工业安全及辐射防护风险，且日常期间可持续监测主泵振动相位也会提升重大设备的运行管理质量。

同样，在汽轮发电机组调试、柴油机调试期间，也发现了很多重大缺陷，如汽轮机1#、2#和3#瓦的振动问题以及柴油机进回油管、202PO 进出口管道振动问题等，经过不断的分析也已得到妥善处理。

1.8 KIR 系统提前移交管理

核反应堆压力容器内部包括堆内构件和燃料组件，堆内构件主要由压紧组件、吊篮组件、堆芯下支承组件等组成，各组件的部件和零件大部分通过螺钉、销钉等连接，尽管这些连接件采取了防松、防脱措施，但在堆长期连续运行条件下，因水流冲击和流致振动的影响，可能会使某些零件产生松动甚至脱落，从而在一回路中形成松脱部件，在施工、换料或维修时，也有在一回路系统内遗留金属件（称外来件）的可能性。设备发生部件松动，将使设备完整性受到破坏，影响其正常工作，松动部件脱落后将随流道运动、撞击设备和器壁，使设备和器壁受损，严重时导致反应堆不能正常运行。

KIR 系统即一回路松脱部件和振动监测系统，为临界最小系统，要求主泵启动前投入运行。为更好地监控一回路松脱部件情况，阳江项目将KIR 系统改为冷试最小系统，在冷试前完成系统移交，制定调试期间KIR 系统巡检及异常响应制度，从机组冷试开始就联合调试人员每日进行KIR 系统状态巡检，持续监测一回路松脱部件。

1.9 二回路异物监测的尝试

在阳江6 号机调试期间，为提前发现监测二回路可能出现的异物事件，根据水流状态及异物可能通过或者滞留的区域，最终选取ARE 主给水管道上的孔板和弯管位置进行监测。监测原理及方法则是，以KIR 系统监测原理为基础，通过敲击试验、触发设置调整等现场模拟方式进行适应性修改，最终确定采用加速度传感器拾取撞击信号用以监测可能出现的异物撞击，同时为排除现场人员工作或误碰导致的干扰信息，现场对监测区域加装摄像头以监测现场状态。最终整个阳江核电厂6 号机二回路转水至满功率期间，系统触发了167 组信号，对每个信号进行识别后未发现有异物撞击信号，信号触发主要原因是人员现场作业、阀门动作还有流体扰动。这次二回路异物监测的尝试也为后续异物撞击监测的思路方法提供了很好实践依据。

2 结束语

随着整个核电大环境设备管理水平和理念的提升，对于组织和人员的要求也会逐渐增加。本文对阳江核电厂6 台机组的设备振动管理经验进行总结，并列举一些现场实际案例，对新建核电厂的振动管理体系建立具有一定的借鉴和指导作用。