??? 屏蔽泵和普通離心泵的分類(lèi)形式基本相同,下文重點(diǎn)說(shuō)明的是按照安裝方式的不同分為臥式和立式兩種。至于究竟選擇哪種安裝方式,則要根據(jù)廠(chǎng)房布置以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的因素來(lái)綜合考量。前面提到的八個(gè)核電用的屏蔽泵考慮到泵型較小,因此均采用臥式安裝。但是對(duì)于我們現(xiàn)在引進(jìn)的美國(guó)西屋公司第三代AP1000核電技術(shù),它的主泵就是立式安裝的屏蔽泵。其充分考慮到立式安裝具有結(jié)構(gòu)緊湊、占用面積小、易于系統(tǒng)布置等方面的特點(diǎn)。隨著世界制造工業(yè)的發(fā)展,核電行業(yè)也突飛猛進(jìn),以前受制于大型屏蔽泵制造難度的問(wèn)題現(xiàn)已不復(fù)存在。目前,AP1000的主屏蔽泵電機(jī)功率都達(dá)到幾千個(gè)千瓦,這在以前是很難想象的。我們都知道屏蔽電機(jī)的損耗高,發(fā)熱嚴(yán)重,定子屏蔽套使定子成為一個(gè)封閉區(qū)域,這樣定子鐵芯和繞組的冷卻只能靠溫度梯度產(chǎn)生的熱傳導(dǎo)散熱。繞組端部由于散熱困難,成為溫度場(chǎng)中的熱點(diǎn)。屏蔽泵的電機(jī)設(shè)計(jì)原理是散熱困難,需盡可能的做到細(xì)而長(zhǎng),但是由于廠(chǎng)房及系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的原因,我們又不可能把電機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)長(zhǎng)。因此,針對(duì)核電反應(yīng)堆回路的高溫、高壓以及惰轉(zhuǎn)等特點(diǎn),我們?cè)谠谢窘Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上做了一些特殊的設(shè)計(jì),如:
? ? 1、電機(jī)繞組采用較高的絕緣等級(jí);
? ? 2、通過(guò)特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和有效的冷卻來(lái)降低電機(jī)各部分的溫度:
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圖2? AP1000屏蔽泵結(jié)構(gòu)圖
? ? a 在泵部分和電機(jī)之間設(shè)置迷宮密封阻隔泵殼腔內(nèi)的高溫冷卻劑和電機(jī)腔內(nèi)的低溫冷卻劑進(jìn)行熱交換;
? ? b設(shè)置外置熱交換器冷卻回路,通過(guò)外接冷卻水來(lái)冷卻電機(jī)的定轉(zhuǎn)子;
? ? c在電機(jī)外殼設(shè)置冷卻水夾套,外接冷卻水來(lái)帶出電機(jī)定子發(fā)出的熱量;
? ? d設(shè)置上下兩個(gè)飛輪。前面也提到了核電惰轉(zhuǎn)的要求,就是在電源喪失后反應(yīng)在一段時(shí)間內(nèi)維持一定的通過(guò)反應(yīng)堆的流量,以充分冷卻堆芯。同時(shí),對(duì)設(shè)備冷卻水喪失惰轉(zhuǎn)能力不應(yīng)產(chǎn)生影響。在發(fā)生廠(chǎng)外和廠(chǎng)內(nèi)電源喪失事故并伴隨安全停堆地震時(shí),主泵的惰轉(zhuǎn)能力也應(yīng)保持。為了滿(mǎn)足這個(gè)要求,每臺(tái)主泵應(yīng)裝有飛輪和慣量較大的轉(zhuǎn)子,總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量用于維持惰轉(zhuǎn)期間的冷卻劑的流量。屏蔽套直徑不能太大,就不能采用較大的長(zhǎng)徑比,因此,最終確定設(shè)置兩個(gè)飛輪(上下各布置一個(gè)),材料被確定為鎢合金,它可在有限體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
??? 此外,沸水堆上所使用的主泵,也算一種非常特殊的屏蔽泵,也叫濕定子泵,意思就是說(shuō)電機(jī)的整個(gè)定子里都是充滿(mǎn)介質(zhì)的,把前面我們講到的定轉(zhuǎn)子屏蔽套全部去掉,內(nèi)部磁損較少,提高了機(jī)組的可靠性和效率。那如何提高提高濕定子泵的可靠性呢?關(guān)鍵就在于提高濕繞組電機(jī)絕緣系統(tǒng)的可靠性和使用壽命,因此所采用的絕緣線(xiàn)包裹導(dǎo)電銅線(xiàn)的質(zhì)量以及引出線(xiàn)密封絕緣結(jié)構(gòu)這兩個(gè)問(wèn)題就變得尤為重要。目前,濕定子泵在核電中主要應(yīng)用于沸水堆中,并且已經(jīng)積累了上千堆年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。這些經(jīng)驗(yàn)表明,濕定子泵的一次檢修壽命長(zhǎng)、效率高。
??? 再有就是臺(tái)山EPR三代核電技術(shù),是從法國(guó)引進(jìn)的第三代核電技術(shù)路線(xiàn),單機(jī)容量達(dá)到1700MW,是世界上單臺(tái)核電裝機(jī)容量最大的核電機(jī)組。雖然主泵并未采用屏蔽泵,但是其輔助系統(tǒng)等則多處使用屏蔽泵,兩臺(tái)機(jī)組加起來(lái)數(shù)量有上百臺(tái)之多。由此可見(jiàn),屏蔽泵正越來(lái)越引起大家的重視,其使用范圍也越來(lái)越廣泛。
???? 綜上所述,隨著國(guó)家能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,核電將扮演越來(lái)越重要的角色,特別是對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)泵的密封性、可靠性、使用壽命等都提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)及更為嚴(yán)格的要求,筆者堅(jiān)信屏蔽泵的優(yōu)勢(shì)會(huì)隨著新型核電各機(jī)組的發(fā)電及穩(wěn)定安全運(yùn)行而被核工業(yè)所熟悉和認(rèn)知,發(fā)揮舉足輕重的作用。
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