在整个核电行业，设备供应商正在退出核电市场。公用事业和部件制造商正在转向创新方法来替换无法采购的过时部件，这些部件与安全相关或无法获得美国机械工程师协会(ASME)锅炉和压力容器规范(BPVC)第III部分的认证。
对报废管理的投资很普遍，重点是开发更广泛的逆向工程和商业级专用程序，以确保组件更换的途径。原始设备制造商还具备评估部件设计和服务历史的额外能力，以便对技术设计进行更改，以克服采购障碍，并改善在役操作的各个方面。
本案例研究考察了一个系统重构，以消除ESW泵轴承润滑系统中有问题的电磁阀。取消电磁阀解决了采购问题(无法从10CFR50附录B供应商处购买该阀门)，以及导致终端用户缩短维修周期的阀门堵塞问题。
应用程序
ESW泵是单级垂BETVICTOR体育官网直涡轮泵，为压水堆(PWR)系统中的组件冷却水热交换器的管侧提供连续的海水-每分钟28,000加仑(gpm)。ESW泵在所有工BETVICTOR体育官网厂条件下运行，包括设计基础事件，以冷却安全关闭所需的工厂设备。
每个ESW泵都有封闭的线轴轴承，并采用一个整体轴承润滑系统，用于沿泵长度的六个轴承的冷却和润滑。在泵启动之前，系统向轴承提供压力润滑流，并在整个运行过程中持续供应。润滑流注入压盖填料下方的填料箱，同时也是压盖泄漏流的来源。
轴承润滑系统有两种工作方式:外部供应和内部供应。在正常运行模式的外部供水期间，清洁的水是从外部来源供应的。通过内部供应管道的回流最初是由流量激活电磁阀阻塞的。内部供水是一种备份操作模式，只有在外部水源发生故障时才会启动。在内部供应过程中，润滑流从泵排出并允许进入系统。在这种操作模式下，原始系统使用电动流量开关打开电磁阀。在注入轴承之前，旁路流通过旋风磨粒分离器进行过滤。检查外部供应线的回流。原始系统的原理图如图2所示。
问题
在对更换轴承润滑系统的订单进行审查时，确定电磁阀和相应的电子流量开关不能作为安全相关或通过ASME BPVC Section III认证的产品采购;没有可行的10CFR50附录B原始组件供应商。作为商业级采购和通过商业级专用进行升级，这一过程通常在这些场景中实施，但由于原始组件制造商缺乏足够的设计信息，这一过程被证明是不切实际的。
除了采购问题外，在与最终用户的技术讨论中还发现了电磁阀堵塞的问题。ESW泵在特别恶BETVICTOR体育官网劣的海水环境中运行;泵进气口含有大量悬浮颗粒和沉积物。即使在通过磨料分离器过滤后，来自工艺流体的颗粒也会随着时间的推移积聚在电磁阀内。阀门堵塞导致维修周期缩短，最终用户需要进行计划外的系统维护。清洗阀门时，ESW泵必须完全关闭。BETVICTOR体育官网
系统设计/重新配置
在对轴承润滑系统进行彻底检查后，设计并实施了重新配置，在保持原有系统功能的同时，完全取消了电磁阀和流量开关。在修改后的配置中，排水管道止回阀被重新定位到研磨分离器的过滤水排放处，取代电磁阀。重新配置系统的原理图如图2所示。
原来的系统使用电磁阀的流量控制电动驱动，在外部供应故障时从外部润滑切换到内部润滑。当清洁流量低于3gpm的最小润滑流量时，流量开关驱动电磁阀，允许轴承的自润滑流量;内部供应将继续，直到外部流量恢复，此时电磁阀将失活，停止向轴承注入工艺流体。
相反，重新配置的系统是一个压力控制的被动系统，只使用止回阀。润滑方式根据内外供线压力自行选择。在任何给定时间内压力最高的源主导并润滑轴承，而不需要外部电源或组件之间的信号。在正常运行期间，外部供应压力保持高于泵排放压力，以保持清洁水润滑。一旦失去外部供应压力，系统自动切换到自润滑。
分离器排水止回阀被认为对系统运行不重要，并被重新用作内部供应阀。排水阀最初是为了防止回流到系统中，但回流污染将需要不太可能的海平面上升超过泵的唯一板。
如果在泵运行时发生这种情况，通过旁路管道离开分离器排水管的部分流量将阻止原水进入。如果泵和外部供水都关闭，进入旋流分离器的总水量将是微不足道的，并且在泵启动时，原始海水将从封闭管中冲出，对轴承寿命的影响可以忽略不计。
由于拆除了分离器排水止回阀，重新配置导致排水管道阻力减小，同时由于内部供应阀的流量系数降低(流阻增大)，内部供应管道阻力增大;内供止回阀流量系数为1.9 (Cv = 1.9)，原电磁阀流量系数为4.0 (Cv = 4.0)。
为了验证在修改后的配置中内部润滑流量将保持充足，进行了迭代流动分析以确定轴承的流量。分析了新的和原来的系统配置，并根据泵的额定扬程(133英尺，59 psi)比较了预期的自润滑流量。结果表明，在重新配置的系统中，轴承的内部供应流量仍然高于原始设计规定的最小3 gpm流量。
结果
电磁阀和流量开关的消除消除了采购问题，实现了订单的履行，同时最大限度地减少了过时对供应商和最终用户的影响。在修改后的系统中使用的止回阀易于采购;阀体是内部制造的，通过材料分析和功能测试购买并专用于阀门内部。重新配置消除了与电磁阀相关的堵塞问题，从而减少了系统维护。
这些更新降低了系统的复杂性，同时保持了原有系统的双电源需求。重新配置的系统是被动的自我调节，使用更少的组件，减少了潜在的故障点。其结果是一个更加健壮的设计，并带来直接降低整体系统成本的额外好处。