РД 34.41.101
Технические требования на циркуляционные насосы крупных энергоблоков

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ НА ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ НАСОСЫ КРУПНЫХ ЭНЕРГОБЛОКОВ

РД 34.41.101

Содержание

Срок действия установлен
с 01.01.87 г.
до 01.01.97 г.

РАЗРАБОТАНО Уральским филиалом Всесоюзного дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф.Э. Дзержинского

ИСПОЛНИТЕЛЬ Б.П. ПРИБЫТОВ

УТВЕРЖДЕН Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации Минэнерго СССР 29.10.86 г.

Заместитель начальника А.П. БЕРСЕНЕВ

Технические требования распространяются на вновь разрабатываемые регулируемые и нерегулируемые насосы: осевые с напором 6 - 15 м и диагональные с напором 12 - 25 м и более с подачей 3 - 45 м³/с, применяемые на крупных (160 МВт и выше) энергоблоках в качестве циркуляционных и предназначенные для подачи пресной или морской (см. приложение) охлаждающей воды в конденсаторы турбин и на гидроохладители (водохранилище, градирни, брызгальные устройства и др.) систем циркуляционного водоснабжения при температуре воды от 0 - + 1,0 °C до 35 - 45 °C с массовой концентрацией взвешенных частиц не более 3 г/л (с ограничением или без ограничения их размера и абразивности). Климатическое исполнение насосов должно устанавливаться в соответствии с требованиями ГОСТ 15150-69.

Настоящий документ устанавливает типовые исходные требования потребителя к техническому уровню указанных насосов на основных этапах разработки новой продукции и постановки ее на производство.

Наряду с действующими ГОСТ 15.001-73, ГОСТ 2.116-84, ГОСТ 6134-71, ГОСТ 23660-79, ГОСТ 27.451-80 настоящие Технические требования являются основой для согласования технической документации (технического задания на разработку насосов, карт уровня, заключений о техническом уровне насосов, стандартов, технических условий и руководящих технических материалов по указанным насосам) и программ приемочных (в том числе контрольных на надежность), определительных испытаний и испытаний на ремонтопригодность.

Функции потребителя, заказчика, разработчика определяются в соответствии с ГОСТ 15.001-73.

Настоящие технические требования рекомендуются для научно-исследовательских, проектных и наладочных организаций Минэнерго СССР, осуществляющих контроль за техническим уровнем и качеством циркуляционных насосов энергоблоков, а также для персонала электростанций Минэнерго СССР, принимающего участие в приемочных (в том числе контрольных на надежность), определительных испытаниях и испытаниях на ремонтопригодность циркуляционных насосов, а также осуществляющего сбор первичной информации (по требованиям разработчика и завода-изготовителя) и оценку технического уровня и качества опытных образцов.

1. НОМЕНКЛАТУРА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ, КАЧЕСТВА И ИХ ПРИМЕНЯЕМОСТЬ

Показатели технического уровня и качества должны характеризовать все свойства, обусловливающие пригодность циркуляционных насосов.

Номенклатура показателей и их применяемость должны соответствовать ОСТ 26-06-1304-84. Кроме того, необходимо учитывать дополнительную номенклатуру показателей и их применяемость (см. таблицу).

2. ПОКАЗАТЕЛИ НАЗНАЧЕНИЯ ПО ПАРАМЕТРАМ

2.1. При разработке циркуляционных насосов необходимо предусматривать сезонное и многоразовое регулирование и работу без регулирования.

2.2. Сезонное регулирование насосов следует предусматривать в диапазоне 0,7 - 1,0 номинальной подачи для электростанций:

- имеющих блочную оборотную схему циркуляционного водоснабжения с градирнями;

- с частичной нагрузкой и с оборотной схемой циркуляционного водоснабжения с водохранилищем в районах севера и средней полосы при напоре более 10 м;

- с базовой нагрузкой и с блочной схемой циркуляционного водоснабжения с водохранилищем в районах севера и средней полосы при напоре менее 10 м.

2.3. В случае применения неизвлекаемых насосов, предназначенных для сезонного регулирования, необходимо предусматривать возможность поворота лопастей рабочего колеса (при наличии механизма поворота) на остановленном насосе без осушения аванкамеры.

2.4. Извлекаемые из аванкамеры насосы, предназначенные для сезонного регулирования, не должны иметь привода системы регулирования. Регулирование следует предусматривать вручную на извлеченном насосе при его вскрытии.

2.5. Применение нерегулируемых насосов следует предусматривать для:

- ТЭС с центральной насосной станцией;

- электростанций с частичной нагрузкой и оборотной системой циркуляционного водоснабжения с водохранилищем при напоре менее 10 м;

- АЭС с напорными бассейнами.

2.6. В остальных случаях применения насосов следует предусматривать возможность многоразового регулирования в пределах от 0,6 - 0,7 до 1,0 номинальной подачи в зависимости от конденсационной нагрузки и температуры охлаждающей воды на входе в конденсаторы турбин (при нормативном состоянии оборудования).

2.7. Для контроля за подачей насосов в блочных схемах циркуляционного водоснабжения следует предусматривать системы измерения.

2.8. При наличии блочной схемы циркуляционного водоснабжения (с сифоном) следует предусматривать возможность пуска насосов на опорожненную систему с протяженностью напорных водоводов менее 1 км при отсутствии в ней обратного клапана и задвижек.

2.9. В остальных случаях пуск насоса возможен на заполненную систему с протяженностью напорных водоводов свыше 1 км при наличии в ней обратного клапана и задвижек.

3. ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОНОМНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЫРЬЯ, МАТЕРИАЛОВ, ТОПЛИВА И ЭНЕРГИИ

Коэффициент полезного действия насоса должен быть на уровне или выше лучших отечественных и зарубежных образцов (аналогов) и экономически обоснованным, его следует устанавливать как для номинальных, так и для граничных условий рабочей части характеристики (Q - H). Максимальное значение КПД насоса должно быть не менее 88 %. На границе рабочей части характеристики КПД насоса должен быть не ниже технически целесообразного уровня (80 %).

Значение предельного снижения КПД в ходе эксплуатации насосов (после выработки ресурса) должно быть не более 2,5 %.

4. КОНСТРУКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Высота насосного агрегата должна быть минимальной в целях снижения затрат и повышения точности центровки и выверки валов, являющихся наиболее трудоемкими операциями при ремонте. Основным типом исполнения должно быть моноблочное.

5. ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ

5.1. В соответствии с требованиями ГОСТ 27.003-83 циркуляционные насосы должны быть отнесены к изделиям 1-й группы и 1-го вида, определяющим номенклатуру показателей надежности.

5.2. При выборе критериев отказов следует учитывать отказы системы регулирования наряду с другими.

Порядок установления критериев отказов должен соответствовать ГОСТ 27.103-83.

5.3. За критерии предельных состояний следует принимать:

- предельное отклонение по КПД (2,5 %);

- предельное отклонение по напору к моменту выработки ресурса (3,0 %);

- предельно допустимое значение вибрации (виброперемещений) опор подшипников (120 мкм).

5.4. Нормы показателей надежности насосов должны учитывать требования ГОСТ 27.003-83. Срок службы должен быть не менее 30 лет.

5.5. Расчет показателей надежности насосов при проектировании должен производиться по методике, изложенной в ОСТ 26-06-34-82.

5.6. Расчетный уровень надежности должен уточняться по результатам определительных и контрольных испытаний на надежность насосов или по результатам их подконтрольной эксплуатации. По результатам испытаний должны вноситься соответствующие изменения в конструкцию насосов.

5.7. Средняя наработка на отказ насосных агрегатов должна быть не менее 7 тыс.ч до 1990 г. и не менее 14 тыс.ч с 1990 г.

5.8. Конструкция насосов (в том числе привода), а также способы и средства, применяемые при центровке валов, должны обеспечить сохранность этой центровки в заданных пределах в течение требуемой наработки на отказ.

5.9. Средний ресурс насосных агрегатов до капитального ремонта должен быть не менее 32 тыс.ч до 1990 г. и не менее 40 тыс.ч с 1990 г.

Установленный ресурс целесообразно назначать в форме табличных данных или в виде зависимости от количества взвеси и ее абразивности. Не следует допускать назначение установленного ресурса насосов только для наименее благоприятных условий эксплуатации в связи с необходимостью расчета расхода запасных частей для различных условий в пределах, установленных ГОСТ.

5.10. Показатели ремонтопригодности следует определять в соответствии с ГОСТ 23660-79 при испытаниях насосов, их аналогов и прототипов на основе сбора и учета информации по ГОСТ 20857-75 и расчета показателей в соответствии с ГОСТ 22952-78.

При расчете показателей ремонтопригодности следует использовать результаты:

- испытаний насосов на ремонтопригодность;

- технического обслуживания и ремонта насосов в процессе эксплуатации;

- ремонта насосов в ремонтных подразделениях.

5.11. Показатели ремонтопригодности должны устанавливаться для наименее благоприятных условий эксплуатации насосов.

5.12. Расчет показателей удельной (в том числе объединенной суммарной) трудоемкости технического обслуживания и ремонта необходимо осуществлять по формулам (11), (23), (36) и (40), а расчет показателей средней оперативной трудоемкости технического обслуживания и ремонта данного вида - по формулам (2), (14) и (25) ГОСТ 22952-78.

5.13. Учитывая существующую большую трудоемкость ремонта направляющих подшипников и системы регулирования, являющихся наиболее слабыми элементами, необходимо для неизвлекаемых насосных агрегатов моноблочного исполнения увеличить наработку на отказ по сравнению с агрегатами с раздельным креплением насоса и электродвигателя в два-три раза.

5.14. В целях повышения наработки на отказ электрогидравлического привода механизма поворота лопастей и снижения трудоемкости технического обслуживания и ремонта насосов целесообразно при компоновке учитывать необходимость выноса гидравлической установки (МНУ) за пределы вращающегося механизма.

Компоновку привода механизма поворота лопастей следует производить на основе требований к обеспечению надежности (в том числе ремонтопригодности) насоса в целом.

5.15. При разработке узлов подшипников и уплотнений предпочтение следует отдавать конструкциям с использованием в качестве смазки перекачиваемой воды.

5.16. Обеспечение ремонтопригодности деталей, сборочных единиц и насосов в целом должно осуществляться в соответствии с требованиями ГОСТ 23660-79.

5.17. Для улучшения показателей ремонтопригодности необходимо:

- разработать методику центровки и выверки валов насосного агрегата, позволяющую сократить существующие затраты в два-три раза;

- ограничить число и номенклатуру инструмента и приспособлений, необходимых для технического обслуживания и ремонта.

5.18. Необходимо предусматривать нанесение износостойких; покрытий в первую очередь на рабочие поверхности подшипниковых узлов и уплотнений.

5.19. При проектировании насосов необходимо предусматривать контроль за техническим состоянием насосов и прогнозирование их остаточного ресурса по ГОСТ 27.003-83. Контроль за параметрами (подачей, напором, частотой вращения), а также за температурой подшипников и уплотнений должен быть дистанционным. При этом следует использовать микропроцессорную технику.

5.20. Для насосов с поворотными лопастями контроль за их установкой в промежуточных и конечных положениях следует предусматривать без осушения водоприемной камеры по электрическому сигналу. При этом средства контроля должны обеспечивать установку лопастей с различными углами с заданной точностью и достоверностью.

5.21. Сбор информации о надежности (в том числе ремонтопригодности) насосов должен осуществляться в соответствии с ГОСТ 16468-79, ГОСТ 20857-75 и ОСТ 26-06-2002-82.

5.22. Гарантийный срок на насосные агрегаты должен быть к 1990 г. не менее 6 лет (со дня ввода в эксплуатацию).

5.23. Контрольным испытаниям на надежность должны подвергаться опытные образцы насосов и серийные насосы с модернизированными основными элементами (система регулирования, подшипники, проточная часть, включая подвод, и др.).

5.24. Количество образцов для испытаний должно выбираться по ОСТ 26-06-2016-80. При этом минимальное количество испытываемых насосов должно быть не менее двух.

5.25. Состав и объем контрольных испытаний устанавливается ОСТ 26-06-2016-80. В состав испытаний обязательно должны входить обмеры и техническая экспертиза насосов до и после испытаний по истечению установленной наработки. Продолжительность контрольных испытаний на надежность должна устанавливаться в соответствии с ГОСТ 6134-71 таким образом, чтобы произвести оценку средней наработки на отказ.

5.26. Продолжительность испытаний устанавливается по ОСТ 26-06-2016-80 на основе результатов статистических исследований эксплуатационной надежности насосов. Продолжительность испытаний одного-двух насосов (при распределении числа отказов по Вейбулла, коэффициенте вариации u = 0,4 ¸ 0,5 и для общепринятой в насосостроении вероятности безотказной работы P = 0,8) следует принимать t_и = 3 T_о, т.е. в три раза больше наработки на отказ.

5.27. Контрольные испытания на надежность должны производиться на стендах предприятий-изготовителей или на электростанциях по программе, согласованной с основным потребителем на уровне Главного научно-технического управления энергетики и электрификации Минэнерго СССР.

5.28. Оценку средней наработки на отказ насосов с аналогичными элементами, обусловливающими среднюю наработку, при отсутствии стенда и с учетом сложности испытаний на электростанциях допускается производить по результатам испытаний или эксплуатации конструктивно-подобных насосов.

5.29. Наличие результатов испытаний или эксплуатации конструктивно-подобных насосов, не позволяющих сделать оценку средней наработки на отказ, не является основанием для решения вопроса о постановке на производство даже при наличии результатов одновременного контроля за размерами и формами насосов по ОСТ 26-06-2099-77.

5.30. Решение о постановке насосов на производство должно приниматься только на основе результатов оценки средней наработки на отказ.

5.31. Значения показателей технического уровня сопоставляемых насосов не должны различаться более чем на 10 % (по ОСТ 26-06-57-86).

5.32. Испытания на ремонтопригодность, являющиеся составной частью обеспечения ремонтопригодности при разработке (по ГОСТ 23660-79), должны производиться по программам и методикам, разработанным в соответствии с ГОСТ 27.451-80 и согласованным с Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации Минэнерго СССР.

5.33. Результаты испытаний на ремонтопригодность представляются по установленной форме в соответствии с требованиями приложения 4 ГОСТ 23660-79. В указанной форме показатели ремонтопригодности представляются на приемочные испытания.

5.34. Определительные испытания на надежность следует производить по ГОСТ 6134-71 в целях определения показателей надежности, сроков и объемов ремонта, потребности в запасных частях и внесения этих данных в техническую документацию.

5.35. Испытания должны производиться по программе, разработанной в соответствии с ГОСТ 6134-71, ОСТ 26-06-2016-80 и согласованной с Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации Минэнерго СССР.

5.36. Обработка результатов испытаний должна производиться по ГОСТ 6134-71.

5.37. Определительным испытаниям на надежность должны подвергаться головные образцы насосов с начала их эксплуатации.

5.38. Продолжительность определительных испытаний на надежность должна устанавливаться таким образом, чтобы можно было определить средний ресурс до капитального ремонта.

Продолжительность испытаний устанавливается по ОСТ 26-06-2016-80 на основе результатов статистических исследований эксплуатационной надежности насосов.

Продолжительность испытаний одного-двух насосов (при нормальном распределении ресурса, коэффициенте вариации u = 0,2 ¸ 0,3 и доверительной вероятности P = 0,8) следует принимать t_и = (1,5 ¸ 1,7) T_р, т.е. в 1,5 - 1,7 раза больше ресурса насоса.

5.39. Задачи определительных испытаний на надежность могут быть решены также в ходе подконтрольной эксплуатации насосов и их элементов. При этом минимальный объем наблюдений за насосами в условиях эксплуатации должен устанавливаться по ГОСТ 27.502-83, а методы определения оценок показателей надежности - в зависимости от плана наблюдения по ГОСТ 27.503-81.

6. ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ

6.1. Легкосъемность (или легкоустанавливаемость) и доступность деталей и сборочных единиц - основной показатель технологичности.

6.2. Технологичность должна обеспечиваться по ГОСТ 14.201-83 и ГОСТ 23660-79.

6.3. Конструкция насоса должна обеспечивать центровку и выверку валов насосного агрегата с минимальными затратами труда и времени.

6.4. Конструкция насоса должна обеспечивать быстросменность скороизнашиваемых элементов (вкладышей подшипников, деталей механизма регулирования и др.).

6.5. Конструкция механизма регулирования должна обеспечивать в необходимых случаях проведение его ремонта без осушения аванкамеры.

6.6. Общая компоновка конструкции должна обеспечивать доступность к отдельным деталям и сборочным единицам (в том числе к механизму регулирования).

6.7. Расчет коэффициентов доступности и легкосъемности следует производить по ГОСТ 22952-78.

6.8. В условиях дефицита запасных частей конструкция насосов должна обеспечивать быструю восстанавливаемость деталей и сборочных единиц, а также подрегулировку необходимых зазоров в процессе эксплуатации и ремонта.

Приложение
ХАРАКТЕРИСТИКА ГИДРОХИМИЧЕСКОГО И МЕХАНИЧЕСКОГО СОСТАВА ПРЕСНОЙ И МОРСКОЙ ПЕРЕКАЧИВАЕМОЙ ВОДЫ

1. Пресная вода, какой является вода большинства рек СССР, относится к гидрокарбонатному классу. Значение минерализации (S) достигает 1,0 г/л. При этом максимальное количество хлоридов может достигать 200 мг/л, а pH = 7,4 ¸ 8,5. Кроме того, пресная вода характеризуется следующим соотношением анионов-катионов:

HCO₃' > Ca^·· + Mg^··;

HCO₃' < Ca^·· +Mg^·· < HCO₃' + SO₄".

2. Морская вода относится к хлоридному классу. Значение минерализации превышает 1,0 г/л. При этом максимальное количество хлоридов достигает 90 % значения минерализации, а pH = 8,2 ¸ 8,5. Кроме того, морская вода характеризуется следующим соотношением:

HCO₃' < Ca^·· +Mg^·· или Cl' > Na^·;

HCO₃' = 0.