Sulzer:改进的泵设计为核电站节省了柴油余量

在这些回路中，最终的热沉(服务水)泵是优先级最高的，但它们会给柴油发电机带来很大的负荷。在一个油田，Sulzer应用其泵设计专业知识，提高了性能，降低了功率要求，同时继续遵守监管标准。

核发电设施的运行安全至关重要，这些设施有严格的标准和协议，规定了设计规范和操作程序。这些工厂必须确保柴油发电机能够在停电期间运行必要的设备。

美国中西部的一个核电站运行两个压水堆(PWR)，原水泵被确定更换。招标发出了报价请求，那些有资格成为潜在供应商的制造商，包括Sulzer，编制了他们的投标。与所有招标场景一样，可以提出问题，并且所有投标人都知道任何问题和相应的答案。

收集事实
从表面上看，这似乎是一个直接的同类替代品。提供了泵的规格，由于该设备的重要性，非常不可能更改。然而，这些泵的性能存在一些问题，包括高振动水平，高功率要求和在一致运行时降低流量。位于查塔努加的Sulzer核技术支持经理Art Washburn解释说:“我在核部门的经验可以追溯到几十年前，这些泵的规范似乎没有涵盖潜在的操作问题。我需要问的问题无法由采购部门回答;我需要和工程师们谈谈，以便更好地了解情况。这将使我们能够提供适合这项工作的泵。”
在这种情况下，总共有6个水泵，每个反应堆有3个冷却水泵。

遵守规则
核电站的安全协议规定，在停电的情况下，安全关键系统将由应急柴油发电机提供动力。这些被设计成为所有安全电路产生足够的电力，这些安全电路被按顺序恢复，以避免发电机过载。原水泵是第一批重新启动的设备，但协议要求启动和运行的水泵必须继续工作，不能被操作人员停止。从表面上看，这似乎是明智的——给反应堆施加最大的泵送能力。然而，最大流量是由热交换器和喷射系统决定的，而不是泵，所以在同一时间运行所有的泵会导致每个泵运行在一个显著降低的流量。在这种情况下，安装了高比转速(Ns)泵，功率需求在极低的流量下增加，使发电机过载。事实上，三台泵并联运行时，当泵接近关闭压头条件时，安全安全阀就会上升。

优化设计
对于高比转速的泵，功率曲线的形状在低流量时最高，随着流量的增加而下降。比转速较低的泵的曲线几乎相反，在低流量时功率要求较低，并随着流量的增加而增加。Art继续说:“一旦了解了最初泵的历史，就有可能确定为什么工厂会经历所描述的问题。这就导致了一种比转速较低的泵的设计，这不仅可以提供所需的流量，还可以节省大量的电力。在正常的设计条件下，功率要求保持不变，但在柴油发电机上运行时，这是至关重要的。”

经过更详细的讨论，Sulzer被授予为发电厂制造和交付6台新泵的合同。降低比转速的决定需要对叶轮和碗进行一些改变，但在其他方面满足了原来的规格。Sulzer还包括一些材料升级和改进填料盒的设计，以消除泄漏，这是维修团队发现的长期存在的腐蚀问题。

提供电能节约
新泵来自SJT系列冷却水泵，这是大流量垂直泵，旨在确保实现最高效的设计。在这种情况下，泵的转速为1775转，需要300马力(225千瓦)驱动电机，以每分钟输送5320加仑(每分钟20100升)。泵设计的改变为每个泵节省了大约100马力(75千瓦)，从而为应急柴油发电机腾出了额外的600马力(450千瓦)，而没有额外的成本。相比之下，如果可行的话，一个重新评估发电机并提供类似数量的额外容量的项目将花费数千万美元。

新泵已经安装完毕，性能有了显著改善。震动水平已经大大下降，特别是在最小流量时，安全安全阀不再受到挑战。此外，新设计中包含的材料升级带来了进一步的好处，增加了维护之间的平均时间(MTBM)。
然而，到目前为止，最大的好处是在低流量条件下降低了功率需求。柴油利润率如此之高，使这家发电厂从一个潜在的发电机重费率项目中拯救了出来，而该项目的成本可能需要数年时间才能恢复。

提高理解
Art总结道:“这个案例强调了理解泵曲线以及泵在系统中如何相互作用的重要性。作为泵设计和制造方面的专家，Sulzer针对这一主题创建了专门的培训课程，以帮助那些参与操作、维护和更换泵的人员。在四个多小时内，那些负责采购新泵的人将有可能对他们的设施进行相当大的改进。”对于担心紧急柴油发电机的可用功率超过的装置，可以检查现有的泵曲线，并在不影响原始文件中规定的规格的情况下调整泵的特定转速。减少发电机的负荷有可能节省数百万美元，否则需要花费在重新评估这些设备上。