某公司設計的AP1000核反應堆(核電廠用）是當今世界上最先進的“第三代”核電技術的代表，它設置了非常完善的非能動安全系統(tǒng)，在全世界第一次將提高核電的安全性與經(jīng)濟性很好地統(tǒng)一起來。

核電廠冷卻劑回路循環(huán)泵是核蒸汽供應系統(tǒng)主回路中（除控制棒驅(qū)動機構(gòu)外）唯一的能動部件，稱為“反應堆冷卻劑泵（主泵)”，AP1000的主泵采用屏蔽電機泵，即屏蔽電動機+無軸封的泵，而主泵直接倒置于蒸汽發(fā)生器底部，簡化了系統(tǒng)。

屏蔽電機泵是由屏蔽電動機和泵組成一體的無泄漏泵，主要由泵體、葉輪、定子、轉(zhuǎn)子、前后軸承及推力盤等零部件組成，定、轉(zhuǎn)子間用非磁性薄壁材料制成的屏蔽套隔開，轉(zhuǎn)子由前后軸承支承在輸送介質(zhì)中。由于沒有動密封，因此正常情況下絕對不會向周圍環(huán)境產(chǎn)生任何泄漏，環(huán)保安全，非常適合輸送易燃、易爆、易揮發(fā)、放射性、有腐蝕以及貴重的液體，在石化、化工、醫(yī)藥、核電等行業(yè)有廣泛的用途。

AP1000的主泵是一種單級、全封閉、髙轉(zhuǎn)動慣量、離心式、帶屏蔽電機的屏蔽泵，它在反應堆冷卻劑系統(tǒng)中主要用于抽送大量的高溫高壓反應堆冷卻劑，其設計考慮了承受核反應堆主系統(tǒng)一回路在不同工況運行模式下的壓力、溫度，其設計使用壽命為60年。主泵的承壓殼體內(nèi)包容了電機和所有的轉(zhuǎn)動部件，包括水力部分、軸承、飛輪、定子和轉(zhuǎn)子組件等，如圖1所示。

1、AP1000主泵的組成

AP1000主泵由水力部件和電機部件兩部分組成。水力部件為單級東莞南方水泵離心泵；屏蔽電機是一種特殊設計的單繞組、4極、三相、屏蔽套式感應電機，采用60HZ電源，經(jīng)變頻器啟動和運行。茱和電機之間用熱屏蔽隔離堆芯冷卻劑的高溫。

AP1000主泵的主要部件包括：

(1)軸承

AP1000主泵裝有3個軸承，2個徑向軸承和一個雙向推力軸承，都在電機一側(cè)，軸承采用水潤滑方式。在轉(zhuǎn)速達到一定值時，軸和軸承之間就會形成水潤滑膜，由于水膜的存在，軸和軸承不會受到磨損。

從承載條件來看，關鍵在于推力軸承。靜態(tài)時AP1000的主泵軸系質(zhì)量作用于雙向推力軸承的下表面，運行條件下水力作用于軸上的力是向上的，此時，軸系自重成為平衡載荷，通過改變?nèi)~輪平衡孔的尺寸還可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的軸向力。

在南方水泵啟停過程中和正常運行時，通過冷卻劑系統(tǒng)使軸承溫度保持在80℃以下，可以保證延長軸承的壽命。

⑵屏蔽套

為將電機的定子繞組和轉(zhuǎn)子與一回路冷卻劑介質(zhì)完全隔絕開來，設置2個屏蔽套，即定子屏蔽套和轉(zhuǎn)子屏蔽套。屏蔽套材料是耐腐蝕、非磁性金屬HasteUoyC276哈氏合金。屏蔽套只保證密封性能，屏蔽套的背部支承用來承擔機械強度。

(3)飛輪

為增加主泵轉(zhuǎn)動慣量、延長惰轉(zhuǎn)時間，在主泵電機上下兩側(cè)各設置了1個飛輪。飛輪的材料采用重鎢合金，在有限體積下實現(xiàn)高轉(zhuǎn)動慣量，以保證反應堆冷卻劑泵的惰走（轉(zhuǎn)）特性。

⑷泵體部分

AP1000主泵泵體部分主要由泵殼、葉輪和導葉等部件組成，直接安裝在電機單元上，中間沒有設置聯(lián)軸器。由于電機的轉(zhuǎn)子和泵的葉輪固定在同一根軸上，并包容在與主回路連通的承壓邊界內(nèi)，因此可以實現(xiàn)一回路冷卻劑的零泄漏。廣東南方水泵的承壓殼由泵殼、熱屏、定子外殼和定子蓋等組成。

(5)熱屏蔽

為阻止泵殼內(nèi)一回路冷卻劑熱量傳遞至電機部分，在泵殼和電機之間設置了熱屏蔽組件。熱屏蔽組件上部為一回路冷段冷卻劑，下部是溫度低的電機冷卻劑。為了冷卻熱屏蔽組件，在熱屏蔽上設置了內(nèi)部冷卻器，熱量由設備冷卻水帶走。

2、AP1000主泵的技術特點

AP1000屏蔽電機泵公認的特點是：可靠性髙、大轉(zhuǎn)動慣量、維護保養(yǎng)簡單。主要表現(xiàn)在：

⑴無軸封、無泄漏

反應堆冷卻劑泵沒有軸密封裝置，因而消除了因軸密封失效而導致失水事故的可能性，從而大大提高了安全性，也減少了泵的維修工作量。

(2)轉(zhuǎn)動慣量大

反應堆冷卻劑泵電機設置上下2個重鎢合金飛輪，以提高泵的轉(zhuǎn)動慣性，延長了惰走時間，從而在失去電源之后還能提供足夠的惰轉(zhuǎn)流量，確保反應堆安全。

(3)高可靠性、維護方便

反應堆冷卻劑泵裝有3個軸承，2個徑向軸承和一個雙向推力軸承，都在電機一側(cè)，軸承采用水潤滑方式，且有同類型、多規(guī)格的設計、制造和常年運行經(jīng)驗積累。目前數(shù)據(jù)顯示，其可實現(xiàn)60年免維修。

(4)整體占用空間小

主泵啟動時采用變頻調(diào)速控制裝置，可減小低工況時的電機功率，從而減小啟動電流，最大限度地縮小電機尺寸。

(5)電機效率低

由于AP1000主泵設置了上下2個飛輪，并采用了屏蔽電機，由于飛輪的摩擦阻力損失以及屏蔽套的渦流損失，導致AP1000的主泵效率較低。

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