核能发电机气密性试验不合格的处理措施及改进

某1150MW核能发电机为大型四级半转速（1500r/min）同步发电机。机座内部的氢气由装于转子两端的轴流式风扇驱动，在发电机内进行密闭循环。由于运行期间发电机内需充入氢气，因此发电机的严密性是否合格关系到机组安全运行。气密性试验不合格，运行期间氢气泄漏量将增大，导致补氢操作频繁，容易造成设备损坏，且氢气泄漏容易引起氢气爆炸，导致重要设备损坏，产生极大危害。因此，发电机的严密性的重要性不言而喻，而发电机气密性试验正是解决这一问题。

1 发电机气密性试验介绍

1.1 气密性试验计算方法及合格标准

发电机安装完成后，需在额定运行压力3bar下以空气为介质进行气密性试验，按下式厂家推荐公式计算泄漏压降（0℃下）[1]：

式中，△P──24小时泄漏压降，（mbar）；

Pi──试验开始时机内气体压力（表压），（mbar）；

Pf──试验结束时机内气体压力（表压），（mbar）；

Patmi──试验开始时当地大气绝对压力，（mbar）；

Patmf──试验结束时当地大气绝对压力，（mbar）；

Ti──试验开始时机内气体平均温度，（℃）；

Tf──试验结束时机内气体平均温度，（℃）；

D──试验连续进行的时间，（小时）。

合格标准：24小时后的泄漏值应小于20mbar。

1.2 发电机气密性试验内容

发电机气密性试验范围主要包括发电机本体及发电机定子冷却水系统、发电机氢气供应系统、发电机氢气冷却系统、发电机密封油系统等辅助系统。通过氢气供应系统向发电机内充入干燥的压缩空气，利用肥皂水或检漏液对各密封部件进行检漏、消缺。当所有漏点处理完成后，进行整体气密性试验，计算整体泄漏量。

发电机安装完成后，安装单位和调试单位均进行了发电机气密性试验，泄漏量小于标准值。运行单位进行发电机气密性试验时，泄流量大于标准值，结果为74mbar。

2 原因分析

发电机气密性试验结果不合格说明发电机及其辅助系统内的压缩空气泄漏。其泄漏的方式主要有两种情况：第一，发电机本体及其辅助系统存在漏点，压缩空气通过这些漏点泄漏到大气中。由于安装单位和调试单位已进行过气密性试验，且结果合格，因此，发电机本体及其辅助系统基本无大的泄漏点，而对于小漏点，需向发电机内一并充入氦气和空气，通过氦气检漏仪进行检漏。第二，发电机内的压缩空气溶解在密封油中，通过密封油带走，导致气密性试验不合格。本发电机采用单流环油密封结构，密封油进入密封瓦经中间油孔沿轴向间隙流向空侧和氢侧。密封油回油分为两路，空侧回油和支持轴承润滑油汇流，氢侧回油经浮子油箱流向扩容油箱，扩容并经排烟风机析出气体后与润滑油回油汇合流向润滑油系统主油箱。

3 处理措施及改进建议

3.1 处理措施

3.1.1 发电机本体及其辅助系统的漏点及处理

向发电机内一并充入压缩空气和氦气，对发电机本体及其辅助系统进行氦气检测，常见部位如下：发电机人孔、出线绝缘套管、测温元件接线柱板、氢气冷却器、端盖、氢油水系统内的阀门和法兰。

（1）发电机本体的漏点及处理。通过氦气检漏仪检测，发现发电机本体一处焊缝泄漏，此焊缝为厂家发货时的成品焊缝，发电机本体其他部分均未发现漏点。通过对该焊缝进行补焊，缺陷消除。

（2）发电机辅助系统的漏点及处理。在发电机氢气供应系统排大气管线的出口处进行检测，发现低浓度氦素，通过进一步拆解各接头分部检测，确认了相关阀门内漏。主要包括安全阀内漏、绝缘过热监测仪电磁阀内漏和排气截止阀内漏。安全阀是因为在氢气置换期间起跳后密封不严，后经更换和多次研磨处理，在压力平台试验泄漏率满足要求，但无法完全密闭；电磁阀由于结构原因，不易完全消除，厂家反馈多个电厂此阀门均存在少量泄漏；截止阀主要是由于密封面磨损导致，进行更换处理。

对发电机密封油系统进行检查，发现密封油回油箱排气阀所在管道存在砂眼，发电机汽端下方管线焊缝泄漏。通过对砂眼和焊缝进行补焊处理，泄漏缺陷消除。

使用盲板对定子冷却水系统进出口管道进行隔离，仅保留水箱与发电机内部相连。发电机充3bar压缩空气状态下，观察24小时，水箱内压力未上涨，说明发电机内气体向定子冷却水系统泄漏可能性较小。

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