ap1000屏蔽泵的应用分析

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1、AP1000屏蔽泵的应用分析（山东核电有限公司运行部265116）摘要：AP1OOO屏蔽泵作为当下拥有最大容量的飞轮式屏蔽泵，在核电领域拥有重要的应用意义。笔者从AP1OOO的基木构造入手，分析了AP1OOO的主要不足和优势，进而对其实际应用提出几点看法。关键词：AP1OOO；屏蔽泵；应用分析AP1OOO屏蔽泵作为我国第三代核电技术的主要代表之一，以其百万千瓦级的功率水平，表现出宽广的应用前景。｛口.就现阶段AP1OOO屏蔽泵的应用而言，尚未形成完整、科学的应用体系。AP1OOO系统由两个并联环路构成，各搭配两个主泵，具有安全性高、噪声低、结构稳定等优点，但也有效率低、飞轮惯

2、量较小等不足，故而对其进行应用分析，只有重要的现实意义。一、AP1OOO屏蔽泵结构概述AP1OOO屏蔽泵在结构上与传统泵有很大的差异，其结构如图一所示。主要括屏蔽式感应电机（由封闭的转子和定子、屏蔽套组成）、单级离心泵、热屏（用于防止泵壳内部热量传递至电机内部）、3个轴承（1个双向推力轴承和2个径向轴承，采用水润滑）、2个飞轮（安装于电机上下两侧，用以增加转动惯量，延长惰转时间，辅助建立自然循环）等部件，以及冷却主泵各组件的两个设备冷却水回路。图一AP1OOO屏蔽泵结构简图二、AP1OOO屏蔽泵特点概述就AP1OOO屏蔽泵整体而言，具有安全性高、结构紧凑、运行平稳、占地空间少

3、、噪声小、启动电流小等特点，主要体现于以下几点。第一，采用变频器驱动。一般感应电动机启动电流是正常工作电流的5-7倍，而AP1000主泵采用变频器驱动，降低冷态工况吋电机功率，从而最大限度地缩小电机尺T，由于变频器具备制动再生功能，允许主泵倒转吋直接启动，并向所连接母线反馈电能的优势。第二，AP1OOO在泵的结构组成方面进行了简化处理，反应堆冷却剂通过热屏与泵壳之间迷宫式密封进入电机内部，在辅助叶轮推动下，循环冷却电机，整个冋路都处于压力边界内，因此不需要轴密封系统，减少了因轴密封装置失效,导致冷却剂泄漏造成小LOCA的事故，同吋减少了维修工作量，又杜绝了机组对中偏差等问题

4、，同时取消了维持轴密封的补水流反应和密封水收集系统,。第三，AP1OOO选用水作为三个轴承的润滑剂，如果主泵运行，要求转速必须在300rpm以上，以便形成稳定的水膜，避免轴承受损。轴承冷却水温度达到85°C会产生反应堆停堆信号。此方式消除了使用润滑汕造成火灾的可能性，提高系统安全性。第四，AP1OOO将主泵倒立与蒸汽发生器下腔室连接，取消了中间管道，简化了整体支撑结构，并相应降低了系统环路压降。1、AP1OOO屏蔽泵不足与维修工作概述（一）屏蔽泵效率相对较低AP1OOO的主泵电机上下两侧，分别安设有一尺、j*相对较大的飞轮，电机外壳与飞轮外套、飞轮内外屏蔽套间的间距过小，II

5、飞轮外套被冷却剂包围,在泵运行状态下，冷却剂本身的速度梯度将会很大。由牛顿内摩擦定律可得，受飞轮摩擦阻力影响，会降低泵的效率，相对轴封泵（效率75%以上）而言，屏蔽泵效率只能达到60%。（二）飞轮惯量较小导致AP1000屏蔽泵飞轮惯量较小的原因主要由两点，其一是飞轮受泵壳限制，其直径相对较小；其二，飞轮在运行期间，会产生较大的水磨损耗，亦限制了飞轮的直径。虽然AP1000屏蔽泵在保障机械强度的基础上，采用更大质量的飞轮，将苏质量块更改成分辨扇形块，以增加飞轮的转动惯量。但这种方式增加的惯量有限，导致主泵惯量依然相对较小，而且增加了飞轮开裂造成飞射物的风险。（三）电机冷却不足由

6、于AP1000选用双推力轴承和飞轮结构，在运行中将产生一定的热量。就一般情况而言，冷却剂从底部进入电机，由辅助叶轮和自然循环提供冷却剂的流动动力。冷却剂于辅助叶轮出U处，分为上下两支分流，上支经过定子屏蔽套、上飞轮、以及上径向轴，带走热量后返冋外部热交换器；下支经过双向推力轴承和下径向轴，带走热量后，返冋至冷却剂入口。从力学的角度分析，冷却剂流经途径中多为结构缝隙，具有相对较大的流动阻力。因此，对AP1000屏蔽泵而言，尤其是电机部分，冷却问题需引起相关人员的注意。（四）主泵启动操作风险较大AP1000主泵的定子屏蔽套厚度只有0.394mm耐反向压差能力极差，主泵启动前，冷却

7、剂冋来采用真空充注前，要对定子屏蔽壳先抽真空到O.OIMPa左右，防止定子屏蔽壳外侧压力高于内侧压力超过6.9KPa而坍塌变形损坏。根据实际运行经验，冷却剂冋路充注到水实体后，由于主泵外部热交换器存在局部高点，II无排气装置，通过静态排气无法实现，必须通过多次点动主泵实现动态排气，排气效果也不是很理想。（五）维修问题AP1000屏蔽泵在设备结构上相对简单，同吋具备运行稳定、振动小等优点。实际运行中，不可避免地会出现多种屏蔽泵使用故障。根据主泵的设计特点，日常维修主要是非介入性的电气预防性试验、在役检查和