辽宁红沿河核电有限公司 韩永超

1 前言

核能作为我国清洁能源的重要组成部分，是实现碳达峰、碳中和目标的重要途径。核安全是核事业发展的生命线，核安全相关设备的质量是核电站安全、稳定运行的基础。在核电站系统设备中，泵扮演着相当重要的角色，如反应堆冷却剂回路主泵、蒸汽回路主给水泵、凝结水泵、循环冷却泵及辅助系统上充泵、安注泵、安全壳喷淋泵等，可以说只要有液体输送的地方就离不开泵。维修是核电厂重要的安全相关活动，在核电厂运行过程中，必须保证维修活动的有效性。本文主要以在役二代机组核安全2、3级泵为研究对象，研习核安全级泵的类型、工作原理及常见故障模式，探讨核安全级泵维修质保监督注意事项及建议。

2 核安全级泵概述

泵是将机械能转换成输送液体压力能和动能的设备，主要功能体现在提升作用和抽吸作用。按照工作原理和结构特征，泵可分为容积式（往复式、转子式）、叶片式（离心泵、混流泵、轴流泵等）及其它类型。离心泵具有流量均匀、运转可靠及维修方便等优点，核电站各回路系统应用较广泛，其中核安全2、3级泵也多采用此类型。

核安全等级泵分为三类，核1级主要功能是驱动一回路冷却剂循环流动，名称：反应堆冷却剂泵，类型为立式单级离心泵；核2级主要在事故工况执行安全功能，名称：上充泵、余热排出泵、低压安注泵、水压试验泵、安全壳喷淋泵，类型为单级卧式离心泵、多级立式离心泵和双杠往复式泵；核3级用于一回路辅助系统和专设安全设施，名称：设备冷却水泵、重要厂用水泵、辅助给水泵、乏燃料水池冷却泵、硼酸输送泵、硼酸再循环泵、化学添加剂混合泵和冷冻水循环泵，类型为单级卧式离心泵、多级卧式离心泵、单级立式离心泵、屏蔽离心泵。

2.1 离心泵工作原理

离心泵是利用叶轮旋转而使水发生离心运动来工作的。离心泵一般采用电动机带动，启动后主轴带动叶轮高速旋转，充满叶片之间的液体也随着旋转，在离心力作用下，液体从叶轮中心被甩向叶轮出口，并获得了压能和动能。离心泵按照叶轮数量、进水方式、泵轴方位、泵体形式及工作压力等结构特点分类。

2.2 离心泵主要部件

离心泵主要由三部分组成，即过流部件、密封部件和机械传动部件。

过流部件：过流部件包括吸入室、叶轮和压水室。通过液体吸入室被引入叶轮，经传动叶轮作用，从压水室均匀地排出。

密封部件：主要功能是防止由于泵腔体内外压差而产生泄露，常见有机械密封和填料密封两种。

机械传动部件：主要包括轴、轴承及原动机等。轴的作用主要是传递扭矩，同时保证振动和噪音；轴承是起支承离心泵转子部件，承受径向和轴向载荷；原动机的作用是提供动力源。

2.3 常见故障及原因

通过分析离心泵常见故障现象，产生故障的原因通常是有迹可循的，且有一定规律性的特征。需要注意的是，泵的故障往往相互关联、相互影响，单个问题可能诱发出现多个故障现象，而产生某个故障可能不止一个原因。

常见故障及原因：泵不出水可能原因为泵转速低、吸入口阻塞、叶轮堵塞、损坏转向不对；流量、扬程不足可能原因为密封欠佳、叶轮流道堵塞、转速未达标、液体粘度超过设计工况、管线含有气泡；振动超标或噪音大产生共振、联轴器找正不良、轴承间隙过大、发生气蚀、转速过高和叶轮歪斜；密封泄露可能原因为机械密封损坏或安装不当、对中不良或轴承弯曲、密封液循环不畅；轴承过热可能原因为中心线偏移、轴承游隙过小或损坏、缺油或油中杂质较多；过载超电流可能原因为介质密度或粘度过大、叶轮直径比设计要求大、摩擦副刮蹭或间隙太大。

3 核安全2、3级泵维修

维修是为确保设备保持设计功能和规定质量所进行的活动。维修活动包括保养、修理、修改以及零部件更换，还包括试验、标定和检查。维修活动与设备监测、功能试验、特性试验、在役检查有关。核安全2、3级泵维修管理分为预防性维修和纠正性维修。

3.1 预防性维修

预防性维修是为避免或减少故障，对非故障设备和部件进行维修。预防性维修是依据法规、安全导则、维修手册等要求及内容，以技术方法、经验反馈、设备健康评估为基础而建立的。预防性维修可分为按照时间的维修和状态的维修。

核安全2、3级泵预防性维修包括：日常维护，如润滑剂定期检查、振动和噪声趋势分析、出口压力和轴温监测；定期试验，如流量定期试验；解体检查，如叶轮腐蚀检查、轴承间隙测量、联轴器对中检查、防腐检查等；易损件更换，如盘根更换、润滑油更换；在役检查，紧固件、支撑等目视检测；鉴定试验。

3.2 纠正性维修

纠正性维修是对故障进行的维修活动，使设备与部件恢复到正常运行状态。根据检查、核实和试验的数据或资料，通过逻辑推理，查明故障原因，恢复损坏部件或更换新的部件。

核安全2、3级泵的纠正性维修主要是基于设备的可用性、缺陷导致安全功能丧失的影响、维修所面临的困难等因素综合考虑和评估，选择适宜的时机实施维修。

3.3 维修原则

为保证核安全2、3级泵的安全和质量可靠，维修过程必须遵循必须满足法规、规范等要求，并充分考虑设计单位和供方的建议，编制维修计划和维修大纲，通过实施维修活动尽可能地提高设备的可利用率。维修活动开始前应该准备充分，确保维修工作使用合适的维修程序、合格的备品备件、检定有效的工器具等；参与维修工作人员应经过培训和考核，并获得相应的授权；维修活动应严格按照程序、图纸、工作指令开展；维修过程应按要求记录，并妥善保存。

3.4 维修策略

核电厂建立有效的维修管理和评价体系，能够优化维修活动、提高设备可靠性、加强维修活动风险管控。目前，核电厂的维修策略广泛采用RCM方法（Reliability Centred Maintenance），即以可靠性为中心的维修，对系统进行功能分析，明确系统内各故障后果，确定设备故障后果的预防性对策，系统优化的维修规则，以求达到最佳维修效率。

核安全2、3泵的维修规则是在保证核安全和可用率前提下，主要通过现场故障数据统计、可量化性能监测及数据分析、健康状况评估等手段，综合考虑安全功能、可用率等因素，维系策略，通常包括运行阶段振动测量、机组大修期间机械部件检查及维修、电气部件定期检查及维修、仪表定期校检、电机定期返厂浸漆等。

4 质保监督

质量保证监督是指对特定领域或质量相关活动进行调查、观察和验证，分析相关信息、客观证据和资料，评价质量保证体系某方面的运行情况是否有效。相对于质保监查，质保监督更灵活且针对性强。

4.1 监督策划及实施

质保监督分为监督前准备、监督实施、监督后工作三个阶段。

监督前准备：监督前需完成必要的策划，包括监督目的、范围、依据、监督组成员、监督内容及日程安排等，组织编制监督检查单，并视情况编写监督通知、召开监督前会议。

监督实施：监督组通过人员访谈、查询资料和记录、现场检查和验证等方式实施监督。监督过程发现的问题，监督人员应以公正、客观的态度及时与被监督方沟通，创造良好的沟通氛围，以求双方达成共识。

监督后工作：主要包括监督后会议，监督报告编写及分发，后续行动跟踪及验证。监督小组应根据监督结果编写书面监督报告，要求被监督方采取有效整改措施纠正监督发现问题，按照整改计划验证和评价被监督方提交的相关客观证据。

4.2 核安全2、3级泵监督

核安全2、3级泵维修质保监督应根据核电厂质量保证体系及管理程序要求，根据不同工作流程特点，运用多种监督方式、监督方法，有针对性地实施质保监督。

抽样以满足监管要求为导向。核安全2、3级泵属于监管范畴的物项，抽查应该具有代表性，并且要以确保满足法规、规范、安全规则等最新监管要求进行检查，避免违反法规要求情况的发生。如核安全2、3级泵采购的合规性、定期试验执行的符合性等。

确保监督工作独立性。监督组成员应具备必要的授权，并且是对被监督的方面不负有直接责任的人，进而避免因工作隶属关系影响监督效果。另外，监督人员还应具备一定的泵维修方面的理论知识，熟悉泵维修过程的工作要点，这方面可在监督前参加专项培训得以提高。对于技术性要求较高的监督活动，可以邀请技术人员加入监督组，提高监督的权威性。

兼顾管理性和技术性要求。核安全2、3级泵维修监督既要关注人、机、料、法、环、测等各要素的管理规定和控制措施，同时也应该有针对性地验证技术性要求得到切实遵守。如审查维修程序时既要审查程序满足法规、质保大纲等管理要求情况，也需检查程序内容与上游技术文件的一致性。

现场检查要突出重点。因受限于核电厂现场实施维修活动的时间和场地限制，核安全2、3级泵维修活动现场检查应重点检查重要过程和关键工序的控制措施，如机械密封组装、对中检查等。同时，也应该检查重要流程的控制措施是否执行到位，如工前会、QC管理、防异物管理等。

关注维修技术不同点。以国外某泵制造厂生产的水压试验泵为例，供应商在核电站建设阶段根据经验反馈对泵的密封结构进行了技术改进，致使某多机组核电厂存在相同类型但密封结构不同的水压试验泵，不同机组泵解体维修过程中所使用的密封填料尺寸及安装方法可能不同，质保监督应关注类似技术更新或物项替代制定控制措施的有效性。

严控质量保证记录。质量保证记录是为维修活动提供客观证据的文件，质保监督应根据核电厂质量保证记录制度及控制措施，验证影响维修活动质量的记录的可追溯性和完整性。检查核安全泵2、3级质量保证记录的范围不仅维修活动完工报告，还应该包括维修程序、工作指令、质量计划以及能够影响维修质量评价的文件等，通常可以在维修准备阶段审查维修理由、工作准备文件质量，维修执行过程中监督工作记录的质量，维修完成后评价维修质量记录的有效性，确保记录全面、及时、准确、有效。

4.3 思考及建议

4.3.1 质保监督与监查相结合模式

质保监督可分为计划性和非计划性。为确保质保监督达到较全面的覆盖，质保部门在制定年度监督监查计划时，可统筹考虑监督和监查的时机。例如在实施维修领域年度监查时，同时开展核安全2、3级泵维修过程质保监督，在泵解体维修过程中采取巡视、旁站等方式，加强检查力度，提高抽样比例，基于质保监督数据为维修领域系统性评价提供依据，充分发挥质保监督作用。

4.3.2 以流程为核心绩效评价

核电厂维修管理基于类型和重要程度对维修活动进行分类分级管理，以核安全2、3级泵维修为例，监督范围包括许可证管理、人员资格管理、维修文件管理、变更管理、QC管理、防异物管理、工具管理、记录管理等工作过程管理控制措施，但受限于检查范围、抽样量等方面的局限性，一次监督结果难以全面、系统评价维修活动的质量水平，推动以流程为核心，按照流程分级分类原则建立工作过程绩效评价模型，制定以缺陷类型、严重程度、重复维修、缺陷率等多维度、多层级评价标准，基于维修过程质量问题、异常事件、监督数据等评价流程的质量状态，有助于推动维修工作持续改进。

4.3.3 提升监督信息化水平

质量信息是监督工作的依据，来源包括以往监督监查活动结果及整改情况、经验反馈、改造管理、不符合项管理、自我评价等，根据现代信息化技术管理要求，充分利用核电厂信息管理平台，收集质量信息并组织进行分析、评估，形成质量信息监督基础性数据，在核电厂日常生产活动中持续评价维修管理工作的质量状态及趋势，并通过监督信息化系统进行管理，能够有效地促进监督工作信息化、规范化，提升质保监督水平。

4.3.4 持续监督供应链可靠性

供应链是指为提供设计、材料、零部件、设备和服务等的供应网络。为保证泵维修活动质量，核安全等级设备通常采取原厂采购方式，即由工程阶段供应商承担提供设备维修、技术支持等物项和服务，采购渠道相对稳定。在泵寿期内，应根据法律法规及监管要求、历史订单执行质量、供应链变化、行业反馈等，综合考虑并策划监督计划，对重要供应商开展源地监督、事件调查分析、纠正措施验证等多种形式监督，确保泵的供应链稳定、可靠。

综上，质保监督是核电厂质量保证体系中一项重要工作，实施维修工作过程质量保证监督有利于规范核电厂维修活动并提高设备的维修质量。核安全2、3泵维修是核电厂运行阶段常态化且比较复杂的活动，保障设备质量既是参与维修人员的目标，也是质保人员的责任。质保人员应该在实践过程中不断探索、积极总结，有效地监督维修质量，实现质保监督活动的持续改进，为核电厂机组安全、稳定运行贡献力量。