发电机定子冷却水泵可靠性数据处理及分析

　　国内的核电机组较少,运行时间较短,可靠性数据不多。由于大型发电站的发电机具有原理及结构上的相似性,其他电站发电机的运行数据可用来提供参考。根据1993—1995年不完全统计,容量为300 MW以上发电机本体(包括不同冷却方式的汽轮发电机与水轮发电机)发生事故及故障共53台次,发电机定子冷却水系统的事故与故障发生29次,占发电机事故总台次的54.7%[1]。因此,发电机定子冷却水系统是发电机系统的1个薄弱环节。大亚湾和岭澳核电站2003—2007年的故障事件报告显示,冷却水泵的故障率亦明显高于系统内其他部件。

　　本工作采用统计数学方法处理及分析大亚湾、岭澳核电站定子冷却水泵的现场故障数据,以根据分析结果提出设备维修管理建议。

　　1　定子冷却水泵可靠性经验分析

　　1·1　故障数据

　　定子冷却水泵的故障模式统计列于表1(数据来自大亚湾及岭澳核电站24 h异常事件日报)。从表1可看出,排在前3位的故障模式分别为机械密封漏水/磨损、启动故障、泵体振动过大,这3种故障模式发生数占水泵故障总数的70%以上现场的故障记录及经验反馈表明,泵发生启动故障及振动故障的原因多数未被查明,而水泵的机械密封漏水/磨损的故障是由机械密封动环磨损造成的。因此,以下针对水泵的机械密封动环的磨损问题进行研究。水泵机械密封泄漏/磨损故障的事件列于表2。

　　为从表2中进一步提炼出故障前运行时间,需进行如下假设及说明[3]:

　　1)对于机械密封泄漏/磨损故障维护采用更换机械密封动环的方法,故每次故障维护之后,均可将其视为新的部件;

　　2)岭澳核电站的两台机组分别于2002年5月28日及2003年1月8日投入运行,定子冷却水泵机械密封的第1次故障记录分别发生在2004年及2003年,故第1个故障前运行时间可将机组投入运行的时间作为起算点;

　　3)大亚湾核电站的两台机组于20世纪90年代投入运行,而能查到的数据是从2003年开始的,由于2003年前的故障情况未知,统计出来的第1个故障前运行时间只能将2003年开始的第1次故障时间作为起算点;

　　4)统计故障记录的截止时间为2007年12月31日,在此前发生故障的部件视为故障退出,到这个时间尚未发生故障的部件视为正常退出。

　　根据上述假设及说明为原则,整理数据列于表3。

　　1·2　经验可靠性指标计算

　　由以上的统计过程可看出,表3中的样本数据为现场数据,可看作来自随机截尾试验[4]。计算随机截尾试验的经验故障分布函数有残存比率法和平均秩法,平均秩法适用于样本数较少的情况。本工作研究对象的样本容量较少,故采用平均秩法进行计算。计算公式[4]为: