AP1000屏蔽式主泵的制造难点及国产化.pdf

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1、核电中国核胄皂可持续发展SU5’I'AJNABLEDEVELOPMENTOFCHINANUCLEARENERGYAP1000屏蔽式主泵的制造难点及国产化项京锋郭鹏周新华(三门核电有限公司)摘要：APl000为先进的第三代非能动核电技术．其中反应堆冷却剂主泵采用带高惯性飞轮的大功率屏蔽泵，在维持反应堆冷却剂系统压力边界完整性方面具有优势。本文介绍3"APl000主泵制造的难点和制造过程中出现的问题，并以此为基础对APl000主泵国产化中需要重点关注的问题进行了论述。国内生产厂家需要与各相关方加强合作。尽快掌握屏蔽主泵

2、制造的关键技术，从而实现主泵的国产化。关键词：APl000主泵制造国产化装1APlooo主泵简介备制造1．1概述APl000反应堆系统采用双回路设置．每一回路由主管道、一台蒸汽发生器和两台主泵组成．这两台主泵被直接焊接在每台蒸汽发生器下封头上，取消了主管道的过渡段。减小了环路压降。简化了蒸汽发生器、主泵和主管道的基座和支撑系统。1．2结构特点APl000主泵是单级、全密封、高转动惯量、屏蔽式电机的离心泵。主泵的水力部件(包括叶轮、导叶、吸入段)直接安装在电机单元上部．中间没有连轴器。主泵的整个转子组件(包括水力部件

3、和电机转子)由位于电机两端的径向滑动轴承和下部的双向推力轴承支承。轴承由一回路水润滑和冷却。主泵在其承压壳体内包容了电机和所有转子组件．承压壳体包括泵壳、热屏、定子壳体和定子端盖。承受反应堆冷却剂系统的全部压力。电机定子和转子的内部、外部分别包覆着防腐的屏蔽套。避免了定子绕组和转子与反应堆冷却剂接触。由于叶轮和转子轴是被包容在压力边界内．因此不需考虑轴密封的泄漏．APl000主泵结构见图1。138中国核能可持续发展SUSq．AINABLEDEVELOPMEN’l_oFCHINANUCLEARENERGY2主泵的关键

4、制造工艺及制造难点2．1关键制造工艺图1APl000主泵结构图APl000主泵的关键制造工艺过程主要集中在屏蔽电机的制造上，如屏蔽套焊接、定转子屏蔽套装配对位及两端装焊、定子检漏、铁芯迭片装压、定子绕组热装到定子壳体上等。2．1．1铁芯迭片装压定子铁芯主要由定子上、T㈣(fingerplate)、定子迭片、支撑棒组装而成，在定子迭片装压后由上、下两块指式板夹住，然后将支撑棒焊接在指板两端．这样就制成了定子铁芯。在铁芯迭片装压时．使用带有胀紧内孔功能的特殊工装。由气动实现胀紧，以保证铁芯迭片的垂直度和紧密度。139核

5、电装备制造中国核胄皂可持续发展5UST^INABLEDEVELOPMENTOFCHINANUCLEARENERGY2．1．2屏蔽套的制造和装配APl000主泵屏蔽套的材料为哈氏C．276合金(UNSN10276)．厚度为0．015-0．046英寸，屏蔽套的制造过程是先将确定的材料按屏蔽套周长剪切下料为两块钢板，然后再将两块钢板的开口缝压在自动焊机上焊接，焊后再在滚压机上滚压整形，最后用兀尺进行两端直径检查。在焊接开始阶段，需手动调整焊接参数，调整后一次焊接成型。APl000主泵的屏蔽套与国内以往屏蔽泵中屏蔽套的通用

6、制作方法不同。国内的屏蔽套大多采用滚压或拔制成圆筒的方法．而APl000主泵的屏蔽套是将两块钢板通过两条纵焊缝焊接而成，由于屏蔽套的厚度非常小，所以焊接过程控制是整个屏蔽套制造过程中的关键一环。2．2主泵的制造难点2．2．1飞轮的制造与以往较常见的大功率屏蔽泵不同，APl000主泵分别在上部、下部设计有飞轮，由于飞轮的存在，由泵叶轮、电机转子和飞轮组成的整个主泵转子能够提供足够的转动惯量．以便在主泵惰转期间提供足够的流量。在泵供电丧失以后，此惰转强迫循环流量和随后的自然循环流量给堆芯提供充分的冷却。飞轮是由钨合金块

7、组装在一个实心的不锈钢轮毂外径上，然后用厚壁不锈钢壳体(扣环)来固定钨合金块。厚壁外壳体(扣环)通过与重合金块的过盈配合在所有运行条件下和瞬态期间都能够固定钨合金块。钨合金块与主冷却剂隔离，避免了潜在的飞轮腐蚀和反应堆冷却剂的污染。在飞轮制造过程中．扣环与安装有钨合金块的轮毂通过热套(shrink)的方法装配。这种装配方法的原理是扣环的热胀冷缩．即先将扣环加热至所要求的温度，然后在规定的时间和温度范围内将扣环装配至钨合金块的外部。这种装配方法对加热的温度、装配的时间、装配精度、部件加工精度表面清洁度等都要求较高，并

8、且需要操作人员具有相当的经验。2．2．2水润滑轴承的制造APl000主泵设计有-g,l双向推力轴承和两副导轴承，轴承采用石墨一硬质合金摩擦副．为水润滑，只要保证水膜厚度及冷却水温度，就可保证轴承正常运行。APl000屏蔽主泵推力轴承为双向推力轴承．主要用于平衡由水力部件和转子自重所产生的轴向力。以及因质量不平衡所产生的离心惯性力。推力轴承的推力盘与下部飞轮组