第三章AP1000反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)2016

1、第三章 AP1000反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)(Reactor Coolant System , RCS)RCS 將反應(yīng)堆系統(tǒng)中堆芯核裂變放出的熱能轉(zhuǎn)化為高溫飽和蒸汽，并輸送到汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)化為電能(二回路系統(tǒng))。反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力邊界為堆芯釋放的放射性提供了一個(gè)包容的屏障，并使電廠在整個(gè)運(yùn)行過程中都保持其高度的完整性。功能冷卻劑在冷卻劑泵的驅(qū)動(dòng)下流過燃料組件，吸收了核裂變產(chǎn)生的熱能以后流出反應(yīng)堆，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，把熱量傳給二回路的水，而冷卻劑本身的溫度降低。從蒸汽發(fā)生器出來的冷卻劑再由反應(yīng)堆冷卻劑泵送回反應(yīng)堆去加熱，重復(fù)這個(gè)過程以持續(xù)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。一回路壓力由穩(wěn)壓器來維持和調(diào)節(jié)。系統(tǒng)示意圖3.1 系

2、統(tǒng)概述組成AP1000反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)(RCS)由兩條環(huán)路組成，每條環(huán)路包括一臺(tái)蒸汽發(fā)生器、兩臺(tái)反應(yīng)堆冷卻劑泵以及一根冷卻劑主管道熱管段、兩根冷管段，共同組成一條反應(yīng)堆冷卻劑閉式循環(huán)回路。組成RCS系統(tǒng)還包括穩(wěn)壓器、相應(yīng)的連接管道(波動(dòng)管)、閥門和用于運(yùn)行控制和安全觸發(fā)的儀表。所有的RCS設(shè)備都位于反應(yīng)堆安全殼內(nèi)。組成l 反應(yīng)堆壓力容器(Reactor Pressure Vessel , RPV) 包括控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝接管l 反應(yīng)堆冷卻劑泵(Reactor Coolant Pump , RCP) l 蒸汽發(fā)生器(Steam Generator , SG) 包括與其相連接通往一條反應(yīng)堆冷卻劑主

3、管道熱管段的波動(dòng)管線l 穩(wěn)壓器(Pressurizer， PRZ)l 安全閥(Safety Valves) 和自動(dòng)降壓系統(tǒng)(Automatic Depressurization System , ADS)的閥門;l 反應(yīng)堆壓力容器頂蓋(上封頭)上的排氣管道(Reactor Vessel Head Vent)和排氣管道隔離閥(Head Vent Isolation Valves);l 上述主要部件之間相互連接的管道及其支承;l 與通往輔助系統(tǒng)和支持系統(tǒng)之間相互連接的管道及其支承。AP1000 RCS布置SG 環(huán)路及 PRZ 管道連接圖3.2 RCS 的功能、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和水化學(xué)3.2.1 反應(yīng)堆冷卻

4、劑系統(tǒng)的功能安全相關(guān)的功能(1 )保持反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界(Reactor Coolant Pressure Boundary)的完整性；(2) 保持堆芯冷卻和反應(yīng)性控制(Core Cooling and Reactivity Control)；(3) 提供工藝監(jiān)測(cè)(Process Monitoring)。為保護(hù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供所需信號(hào)，在所有電廠運(yùn)行工況下用以觸發(fā)反應(yīng)堆自動(dòng)停堆和非能動(dòng)安全系統(tǒng)運(yùn)行。同時(shí)，便于操縱員監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行，并在安全停堆運(yùn)行和事故運(yùn)行期間執(zhí)行必要的手動(dòng)操作。其他與取得安全許可證(執(zhí)照)相關(guān)的功能(1 ) RCS 排氣(ReactorCoolant System Venti

5、ng) RCS系統(tǒng)能夠排出穩(wěn)壓器和反應(yīng)堆壓力容器封頭中積聚的不可凝氣體，以支持事故工況下的堆芯冷卻能力。(2)在嚴(yán)重事故條件下堆芯熔融物堆內(nèi)滯留（In-Vessel Retention in Severe Accident Condition） 在假想的嚴(yán)重事故條件下，當(dāng)RCS 自動(dòng)降壓系統(tǒng)運(yùn)行，安全殼處于水淹沒狀態(tài)時(shí)，RPV和 RPV絕熱層(RPV Insulation)之間排熱通道依靠自然循環(huán)將RPV 內(nèi)的熱量排出，從而將堆芯熔融物保持在堆內(nèi)。 非安全相關(guān)的縱深防御功能(1 )堆芯冷卻(Core Cooling)(2) 反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)壓力控制(RCS Pressure Control)(3

6、) 提供工藝監(jiān)測(cè)(Process Monitoring)監(jiān)測(cè)所有運(yùn)行工況下反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界內(nèi)的工藝參數(shù)，并為多樣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(Diverse Actuation System , DAS)提供所需信號(hào)，以便多樣化觸發(fā)反應(yīng)堆停堆和非能動(dòng)安全系統(tǒng)。同時(shí)，為操縱員提供所需信號(hào)以便通過多樣性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來手動(dòng)觸發(fā)反應(yīng)堆停堆和非能動(dòng)安全系統(tǒng)，作為保護(hù)和安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的后備。(4)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)排氣(RCS Venting)RCS 能夠通過手動(dòng)有限的卸壓以緩解蒸汽發(fā)生器傳熱管破裂事故和協(xié)助反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)停運(yùn)后的冷卻。這種能力為假想多重失效時(shí)的堆芯冷卻提供支持。RCS 的手動(dòng)卸壓功能作為自動(dòng)卸壓的備用，可以

7、防止多重失效時(shí)的高壓熔堆事故。3.3 壓力容器和一體化堆頂結(jié)構(gòu)3.3.1 反應(yīng)堆壓力容器在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)部，放置堆芯、堆芯支承結(jié)構(gòu)、控制棒及直接與堆芯連接的其他部件。壓力容器還與一體化堆頂結(jié)構(gòu)、反應(yīng)堆冷卻劑管道相連接。3.3.1 反應(yīng)堆壓力容器3.3.1 反應(yīng)堆壓力容器AP1000 反應(yīng)堆壓力容器是一個(gè)由殼體、過渡環(huán)、半球形底封頭及可拆卸帶法蘭半球形上封頭構(gòu)成的圓柱形結(jié)構(gòu)。殼體包括兩部分：上殼體(接管段)和下殼體(活性段)。下殼體和半球形底封頭之間用一個(gè)過渡環(huán)連接。上殼體、下殼體、過渡段和半球形底封頭由低合金鋼制造，內(nèi)部堆焊奧氏體不銹鋼。殼體包括兩部分：上殼體(接管段)下殼體(活性段)過渡環(huán)

8、半球形底封頭3.3.1 反應(yīng)堆壓力容器可拆卸帶法蘭半球形上封頭。壓力容器封頭由頂蓋和法蘭制成。上封頭為控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、堆內(nèi)測(cè)量提供了安裝孔和支承，為 RPV 放氣管和一體化堆頂結(jié)構(gòu)提供了支承。壓力容器主冷卻劑進(jìn)出管嘴、直接注入管管嘴和堆內(nèi)構(gòu)件吊籃支承均位于上殼體(接管段)。針對(duì)任何一個(gè)圖片，如何判斷是進(jìn)口管嘴還是出口管嘴？在設(shè)計(jì)與制造方面的改進(jìn)(1) 壓力容器的堆芯下殼體(活性段)采用了環(huán)型鍛件結(jié)構(gòu)，取消了縱向焊縫;(2) 在壓力容器的材料中降低了鎳和銅的含量，把輻照脆化的影響降到最低;(3) 盡可能地降低初始的“零塑性轉(zhuǎn)變參考溫度(RTNDT)”RPV活性區(qū)鍛件材料(RTNDT為-28.9)

9、，提高壓力容器材料的斷裂韌性，以延長(zhǎng)核電廠的運(yùn)行壽期;(4) 在RPV頂蓋的貫穿件焊縫和接管安全端焊縫采用Inconel 690 合金焊材這是至今為止?jié)撛趹?yīng)力腐蝕裂紋敏感性最低的工業(yè)材料;(5) 堆芯儀表通道設(shè)在 RPV 頂部取消了堆芯下部，即壓力容器底部所有的貫穿件。堆芯儀表通道設(shè)在 RPV 頂部消了堆芯下部，即壓力容器底部所有的貫穿件壓力容器的堆芯下殼體(活性段)采用了環(huán)型鍛件結(jié)構(gòu)，取消了縱向焊縫3.3.2 一體化堆頂結(jié)構(gòu)一體化堆頂結(jié)構(gòu)(Integrated Head Package , IHP) 由多個(gè)獨(dú)立的設(shè)備組成，從而簡(jiǎn)化了反應(yīng)堆的換料操作。在停堆換料期間，通過與反應(yīng)堆壓力容器頂蓋移

10、動(dòng)聯(lián)合操作，減少了停堆時(shí)間和個(gè)人輻射劑量。另外，一體化堆頂結(jié)構(gòu)減少了其相關(guān)部件在安全殼內(nèi)的擱置空間。堆芯測(cè)量?jī)x表系統(tǒng)的測(cè)量探頭提升絞盤起吊三腳架CRDM風(fēng)冷通風(fēng)道螺栓起吊軌道屏蔽罩檢查門一體化堆頂結(jié)構(gòu)組成:l 屏蔽罩及檢查門;l 堆芯測(cè)量探頭的提升絞盤;l 起吊三角架;l 電纜托架及其支承結(jié)構(gòu);l 螺栓起吊軌道;l CRDM抗震支承和堆內(nèi)測(cè)量?jī)x表(ICIS)支承結(jié)構(gòu);l CRDM 風(fēng)冷通道(冷卻圍筒)。堆芯測(cè)量?jī)x表系統(tǒng)的測(cè)量探頭提升絞盤堆芯測(cè)量?jī)x表系統(tǒng)的測(cè)量探頭提升絞盤起吊三腳架起吊三腳架控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)風(fēng)冷通風(fēng)道控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)風(fēng)冷通風(fēng)道螺栓起吊軌道螺栓起吊軌道屏蔽罩屏蔽罩檢查門檢查門冷卻圍筒是

11、位于壓力容器頂蓋上方圍繞在控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)周圍的碳鋼結(jié)構(gòu)。在核電廠正常運(yùn)行時(shí)，冷卻圍筒為控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電磁線圈提供冷卻氣流通道。3.4 堆內(nèi)構(gòu)件(Reactor Internals)3.4.1 堆內(nèi)構(gòu)件的組成上部構(gòu)件l 上部支承板l 上堆芯板l 支承柱l 導(dǎo)向筒上堆芯板3.4 堆內(nèi)構(gòu)件(Reactor Internals)3.4.1 堆內(nèi)構(gòu)件的組成下部構(gòu)件l 吊籃筒體l 堆芯下支承板l 堆芯二次支承l(wèi) 渦流抑制板l 堆芯圍筒l 徑向支承鍵l 相關(guān)附屬部件l 流量分配板堆芯圍筒下部構(gòu)件l 堆芯下支承板堆內(nèi)構(gòu)件的功能l 盛裝燃料組件與相關(guān)組件，并為它們提供定位和預(yù)緊力；l 為控制棒組件提供可靠的導(dǎo)向

12、，吸收落棒沖擊能；l 為堆芯提供冷卻劑流道和合理的流量分配，并減少冷卻劑無效泄漏；l 屏蔽中子和 射線，減少壓力容器的輻照損傷；l 為堆芯中子注量率測(cè)量和溫度測(cè)量系統(tǒng)提供固定支承和導(dǎo)向；l 為壓力容器輻照樣品監(jiān)督管提供固定的位置；l 為堆芯跌落提供二次支承。冷卻劑在反應(yīng)堆壓力容器和堆內(nèi)構(gòu)件內(nèi)的流動(dòng)3.5 蒸汽發(fā)生器3. 5. 1 AP1000 蒸汽發(fā)生器AP1000蒸汽發(fā)生器的主要技術(shù)特點(diǎn)l 蒸汽發(fā)生器在全揮發(fā)處理二次側(cè)水化學(xué)條件下運(yùn)行;l 管板上的傳熱管采用全深度液壓膨脹，最大限度地防止二回路水進(jìn)入傳熱管與管板之間的縫隙;l U型傳熱管采用鎳一鉻一鐵合金 690 熱處理管;l 采用一體化的汽

13、水分離器;二回路二回路PH值控制為堿性值控制為堿性控制方法：磷酸鹽處理和揮發(fā)性處理控制方法：磷酸鹽處理和揮發(fā)性處理 磷酸鹽處理：磷酸鹽處理： 能有效控制能有效控制PH值，把爐水中的鈣、鎂鹽變成松軟的渣，值，把爐水中的鈣、鎂鹽變成松軟的渣，經(jīng)排污途徑釋放出去，從而有效防止結(jié)垢。運(yùn)行過程中可經(jīng)排污途徑釋放出去，從而有效防止結(jié)垢。運(yùn)行過程中可能產(chǎn)生游離態(tài)堿，從而加速結(jié)構(gòu)材料腐蝕。能產(chǎn)生游離態(tài)堿，從而加速結(jié)構(gòu)材料腐蝕。 揮發(fā)性處理?yè)]發(fā)性處理: 即用即用NH3來控制爐水的來控制爐水的PH值值 不能把爐水中的鈣、鎂鹽變成松軟的渣，因此要求補(bǔ)給不能把爐水中的鈣、鎂鹽變成松軟的渣，因此要求補(bǔ)給水中的雜質(zhì)含量越

14、少越好。因此，揮發(fā)性處理常與零固體水中的雜質(zhì)含量越少越好。因此，揮發(fā)性處理常與零固體處理法并用。處理法并用。AP1000蒸汽發(fā)生器的主要技術(shù)特點(diǎn)l 蒸汽發(fā)生器的U 型傳熱管采用三角形排列;l 采用橢圓形的一次側(cè)下腔室，便于機(jī)器人工具進(jìn)出和維護(hù)保養(yǎng)。l 采用三葉狀孔(梅花孔)支承板，改進(jìn)了防振條工藝;反應(yīng)堆冷卻劑泵直接置于蒸汽發(fā)生器下部。質(zhì)量超過60t的蒸汽發(fā)生器下部球形封頭的反應(yīng)堆冷卻劑泵接管嘴直接與兩臺(tái)各重為84t的反應(yīng)堆冷卻劑泵吸入口相接。反應(yīng)堆冷卻劑泵的輸出口分別與主管道的冷管段相連接。蒸汽發(fā)生器下部球形封頭隔室的另一側(cè)與熱管段相連接。l 蒸汽發(fā)生器下封頭直接與兩臺(tái)反應(yīng)堆冷卻劑泵的殼體相

15、連接。3.5.2 屏蔽電機(jī)泵與蒸汽發(fā)生器的支撐蒸汽發(fā)生器與反應(yīng)堆冷卻劑泵的組合體的重量由鉸型鏈連接在蒸汽發(fā)生器下部球形封頭中心的單柱支承件承受，在蒸汽發(fā)生器的上部有兩組互為90布置的共4 個(gè)輔助支承，下部有一個(gè)側(cè)向支承。3.6 穩(wěn)壓器3. 6. 2 AP1000 穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)穩(wěn)壓器上封頭為半球形，與筒體等厚。上封頭設(shè)有一個(gè)人孔(安裝檢修用)、一個(gè)噴霧接管、兩個(gè)安全閥接管; 下封頭中央為波動(dòng)管接管。波動(dòng)管進(jìn)口處設(shè)置濾網(wǎng)，防止穩(wěn)壓器內(nèi)雜物進(jìn)入主系統(tǒng)，同時(shí)，可改善由波動(dòng)管流入水與穩(wěn)壓器水的混合。脈沖管脈沖管線管嘴線管嘴噴淋管嘴噴淋管嘴安全閥組管嘴安全閥組管嘴人孔人孔下封頭設(shè)置了5組(一個(gè)控制、

16、四個(gè)后備)直插式電加熱器。通常電加熱器與其套管之間采用機(jī)械密封，便于拆裝，有利于實(shí)現(xiàn)電加熱器元件的單件更換。穩(wěn)壓器下筒體內(nèi)還設(shè)置上下隔板，作為電加熱器橫向支承。AP1000 穩(wěn)壓器采用了基于成熟技術(shù)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。穩(wěn)壓器容積取值為59.47 m3，比相同容量的核電廠的穩(wěn)壓器容積增大了 40% ，這種大容積穩(wěn)壓器增加了瞬態(tài)運(yùn)行余量，可減少反應(yīng)堆非計(jì)劃停堆次數(shù)，使核電廠能夠更加可靠地運(yùn)行。3.7 反應(yīng)堆冷卻劑管道反應(yīng)堆冷卻劑管道(Reactor Coolant Piping) ，也稱為主管道，它是核電廠冷卻劑系統(tǒng)的主動(dòng)脈，與之相連的還有一個(gè)連接到穩(wěn)壓器的重要分支，稱為波動(dòng)管。冷卻劑主管道將反應(yīng)堆、蒸汽

17、發(fā)生器和反應(yīng)堆冷卻劑泵連接成一個(gè)封閉的環(huán)路。AP1000 主管道采用牌號(hào)為316LN不銹鋼整體鍛造加工成形。3.8 反應(yīng)堆冷卻劑管道3.8 反應(yīng)堆冷卻劑泵3. 8. 1 AP1000 屏蔽電機(jī)泵結(jié)構(gòu) 屏蔽電機(jī)泵(Canned Motor Pump)由水力部件和電機(jī)部件兩部分組成。 反應(yīng)堆冷卻劑泵的水力部件主要是由泵殼、葉輪和導(dǎo)葉等零部件組成的混流式泵。水力部件和電機(jī)之間由熱屏隔離堆芯冷卻劑的高溫。 AP1000 反應(yīng)堆冷卻劑泵屏蔽電機(jī)是一種專門設(shè)計(jì)的單繞組、四極、三相、屏蔽套式感應(yīng)電機(jī)，采用60 Hz 電源，經(jīng)變頻器啟動(dòng)和運(yùn)行。AP1000 反應(yīng)堆冷卻劑泵屏蔽電機(jī)有上下兩個(gè)飛輪可參考的屏蔽電機(jī)

18、均沒有飛輪。兩個(gè)飛輪帶來的能量損耗約1000kW，屏蔽電機(jī)的損耗較高，冷卻措施及溫升控制是關(guān)鍵。電機(jī)冷卻滿足設(shè)計(jì)要求，是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。電機(jī)繞組的絕緣級(jí)別選用“N”級(jí)(200) AP1000 屏蔽電機(jī)泵裝有三個(gè)軸承: 兩個(gè)徑向軸承和一個(gè)雙向推力軸承，都在電機(jī)一側(cè)，軸承采用水潤(rùn)滑方式。在轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值(20 r/min) 時(shí)，軸和軸承之間就會(huì)形成水膜，由于水膜的存在，軸和軸承不會(huì)受到磨損。保證因素：保證因素：石墨硬質(zhì)合金摩擦石墨硬質(zhì)合金摩擦（經(jīng)驗(yàn)證的材料）；（經(jīng)驗(yàn)證的材料）；水潤(rùn)滑的磨損小于油水潤(rùn)滑的磨損小于油潤(rùn)滑；潤(rùn)滑；從承載條件來看，關(guān)鍵在于推力軸承從承載條件來看，關(guān)鍵在于推力軸承。

19、 AP1000 屏蔽電機(jī)泵軸系質(zhì)量約12 700 kg，靜態(tài)時(shí)軸系質(zhì)量作用于雙向推力軸承的下表面，運(yùn)行條件下水力作用于軸上的力是向上的，此時(shí)，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。在泵啟停過程中和正常運(yùn)行時(shí)，通過冷卻系統(tǒng)使軸承冷卻劑溫度保持在80以下(檢測(cè)保護(hù)溫度為 110 ) ，可以保證或延長(zhǎng)軸承的壽命。為將電機(jī)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(shè)置兩個(gè)屏蔽套，即定子屏蔽套和轉(zhuǎn)子屏蔽套。（防止轉(zhuǎn)子銅條與定子繞組與冷卻劑發(fā)生接觸）屏蔽套材料是耐腐蝕、非磁性金屬Hastelloy C276 合金。電機(jī)組裝后定子屏蔽套和轉(zhuǎn)子屏蔽套之間的間隙為4.83

20、mm。定子屏蔽套的直徑為559 mm，厚度為0.39 mm，直徑的公差控制在0.076 mm;屏蔽套只承擔(dān)密封功能，屏蔽套的背部支承承擔(dān)其機(jī)械力;屏蔽套的背部支承由三部分組成:中段鐵芯(包括槽模)以及兩端支承筒。上部飛輪組件采用熱套裝的預(yù)應(yīng)力方法，用外套環(huán)將將 12 塊塊扇形鎢合金扇形鎢合金固定在不銹鋼內(nèi)輪轂上，其外部包有屏蔽套以防止應(yīng)力腐蝕，最后將飛輪固定在屏蔽電機(jī)泵的主軸上。（AP600采用貧鈾，密度19.3g/cm3;鎢合金密度18.5g/cm3，但熱導(dǎo)率大，與不銹鋼有更好的熱膨脹相容性 ）？AP1000 屏蔽泵采用飛輪和雙推力軸承結(jié)構(gòu)，效率很低，有大量的熱量需要導(dǎo)出。 除由迷宮式密封(

21、在轉(zhuǎn)子與熱屏之間的位置)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)行熱交換外，電機(jī)冷卻功能由兩個(gè)冷卻回路來實(shí)現(xiàn):1) 外置熱交換器冷卻回路。外置熱交換器的殼側(cè)為屏蔽電機(jī)腔內(nèi)的反應(yīng)堆冷卻劑水，管側(cè)為設(shè)備冷卻水，以此來冷卻屏蔽電機(jī)腔內(nèi)的反應(yīng)堆冷卻劑水。外置熱交換器冷卻回路的冷卻劑由底部進(jìn)入電機(jī)，流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力來自自然循環(huán)和輔助葉輪自然循環(huán)和輔助葉輪，冷卻劑在輔助葉輪出口分上下兩支：向上支流經(jīng)兩屏蔽套之間的間隙，帶出屏蔽套內(nèi)的熱量，流經(jīng)上徑向軸承和上飛輪，回到外部熱交換器；向下支流經(jīng)下徑向軸承和雙向推力軸承/飛輪，回到輔助葉輪入口。冷卻分支的流道都是部件間的間隙，流動(dòng)阻力大，內(nèi)部循環(huán)的各個(gè)局部回

22、路以及輔助葉輪采用良好流體動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，保證每個(gè)要冷卻部分流過足夠的冷卻劑。2) 通過流經(jīng)電機(jī)定子冷卻外套的設(shè)備冷卻水來冷卻電機(jī)定子繞組發(fā)出的熱量。通過冷卻回路的有效工作使電機(jī)腔內(nèi)的冷卻劑溫度保持在 80以下，定子繞組中的最高溫度不大于 180 ，以此保證繞組絕緣的性能和壽命。3.8 反應(yīng)堆冷卻劑泵3.8. 2 AP1000 屏蔽電機(jī)泵的主要技術(shù)特點(diǎn)(1)支承方式獨(dú)特支承方式獨(dú)特:每臺(tái)蒸汽發(fā)生器各有 2 臺(tái)反應(yīng)堆冷卻劑泵，反應(yīng)堆冷卻劑泵直接與蒸汽發(fā)生器的下封頭連接。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)取消了反應(yīng)堆冷卻劑泵與蒸汽發(fā)生器之間的冷卻劑管道，降低了環(huán)路的壓降，簡(jiǎn)化了蒸汽發(fā)生器、泵和管道的基座與支承系統(tǒng)。(2)

23、無軸封無泄漏無軸封無泄漏:反應(yīng)堆冷卻劑泵沒有軸密封裝置(特別是高特別是高壓動(dòng)密封結(jié)構(gòu)。整個(gè)轉(zhuǎn)子被包容在壓力邊界內(nèi)壓動(dòng)密封結(jié)構(gòu)。整個(gè)轉(zhuǎn)子被包容在壓力邊界內(nèi))，因而消除了因軸密封失效而導(dǎo)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。(3) 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大:反應(yīng)堆冷卻劑泵電機(jī)設(shè)置上下兩個(gè)重鎢合金飛輪，以提高泵的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，延長(zhǎng)了惰走時(shí)間，從而在失去電源之后能提供足夠的情轉(zhuǎn)流量。(4) 高可靠性維護(hù)簡(jiǎn)便(可實(shí)現(xiàn) 60 年免維修) :反應(yīng)堆冷卻劑泵裝有三個(gè)軸承，兩個(gè)徑向軸承和一個(gè)雙向推力軸承，都在電機(jī)一側(cè)軸承采用水潤(rùn)滑方式，且有同類型、多規(guī)格的設(shè)計(jì)、制造和長(zhǎng)年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)積累。(5) 整體占用

24、空間小:反應(yīng)堆冷卻劑泵啟動(dòng)時(shí)采用變頻調(diào)速控制裝置，可減小低工況時(shí)的電機(jī)功率，從而減小啟動(dòng)電流，最大限度縮小電機(jī)尺寸。(6) 水力模型優(yōu)秀:水泵具有較高的水力效率和較好的抗汽蝕性能，在一定程度上彌補(bǔ)了電機(jī)效率偏低的缺陷。(7) 輔助系統(tǒng)簡(jiǎn)化:無上充、泄漏系統(tǒng)和停車密封系統(tǒng)，連鎖保護(hù)要求及監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)減少;整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，零部件較軸封泵減少。(8) 主要缺點(diǎn):屏蔽電機(jī)效率比普通電機(jī)低。摩擦阻力的影響：飛輪的外套浸沒在冷卻劑中，外套與電機(jī)殼體之間的間隙、內(nèi)外屏蔽套之間的間隙都很小，運(yùn)行時(shí)間隙內(nèi)冷卻劑的速度梯度大。根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律可知，飛輪的摩擦阻力導(dǎo)致AP1000 屏蔽泵的效率更低。(8) 主要缺點(diǎn):飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量偏小。直徑和摩擦阻力的影響：一方面，飛輪被密封在泵殼內(nèi)，限制了飛輪的直徑；另一方面，飛輪在冷卻劑中高速旋轉(zhuǎn)，水摩損耗大，也使飛輪直徑不能夠太大。在保證機(jī)械強(qiáng)度的前提下，為了以較小的尺寸獲得較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，對(duì)飛輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，將其質(zhì)量塊由整圓盤疊片改為分瓣扇形塊。盡管如此，主泵轉(zhuǎn)動(dòng)慣量仍然偏小。相關(guān)參數(shù)：相關(guān)參數(shù)：AP1000