“华龙一号”与CPR1000反应堆主冷却剂泵对比分析
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(4) 轴封系统采用三级动压轴封+氮气加压的 停车密封系统，能够抵御长时间的全厂断电事故工 况，轴封组件需进行全厂断电(SBO)工况下的鉴定。
CPR1000与HPR1000主泵的详细参数对比列 于表2中。
2 HPR1000 124D型主泵主要改进
2.1水力部件
主泵过流部件包括泵壳、叶轮、导叶和前密封 环等，泵壳为奥氏体不锈钢整体铸件，导叶和叶轮 为铸件，泵轴和口环为不锈钢锻件。124D型主泵 主要在叶轮和导叶上有新改进，泵壳和入口导管除 了随设计参数变化对尺寸进行了相应修改外，结构 型式、材料等与100D型主泵基本一致，如图2所 示。
关键词：核电站用泵反应堆冷却剂泵“华龙一号”技术改进 中图分类号：TH313 文献标识码：A
引言
压水堆核电站核蒸汽供应系统中，反应堆冷却 剂循环泵（以下简称主泵）是唯一的转动设备，要求 连续可靠运行。主泵技术一直受到各核电大国高度 关注，例如法国JEUMONT公司引进美国西屋主泵 技术时甚至得到了法国政府的支持。主泵制造企业 也大力投入技术攻关，以提高主泵的安全性、可靠 性和经济性。在CPR1000项目中，均采用由法国 ANPJ（原法国JEUMONT）及其国内合资公司东方阿 海珪核泵有限公司（ADJV）供货的100D型主泵， 其结构简图如图1所示。ANPJ公司20世纪70年 代引进美国西屋公司技术，按照法国RCC-M标准 设计制造了 93、100型主泵，ANPJ主泵发展序列 见表1叫为适应三代核电堆型“华龙一号”的新 要求，ANPJ/ADJV在100D型主泵技术基础上，整 合前期主泵运行经验反馈，通过一系列的技术改 进，设计研发了 124D型主泵，并应用在正在建造
2019年第1期
•1•
“华龙一号”与CPR1000反应堆主冷却剂泵对比分析
赵亮宋立范瑞波雒晓辉
（中广核工程有限公司，广东深圳；518124）
摘要：法国JEUMONT工厂于20世纪70年代初期开始引进美国西屋公司技术生产的93和100型反应堆主冷却剂泵 （简称主泵），后续其设计、生产的100D型主泵在我国CPR1000堆型上广泛应用。在我国自主研发的三代技术“华龙一号” 示范项目（防城港项目二期）上，法国JEUMONT进一步整合其100D型主泵多年的运行经验，并为了适应“华龙一号”的新 要求，开发了 124D型主泵。本文通过对CPR1000和“华龙一号”（HL1000-1）主泵的水力设计、结构设计、轴封型式等方 面的对比分析，总结了 “华龙一号”主泵在技术方面的改进及优点，为后续项目主泵的选型、设计和制造工作提供借鉴。
因“华龙一号”的新要求，124D型主泵相比 CPR1000项目100型主泵主要在下述几方面存在
电机 电机支承
水泵-------
飞轮 防反转装置 上导轴承及推力轴承 电机部件：定子和转子
下导轴承 电机支承 联轴器及中间轴 轴密封系统
泵转子歿貿 泵轴
支離
水泵内部静止部祥 导井
泵轴承 递匿蔽
」寸坏
图1主泵结构简图
124D型主泵泵壳沿用100D型主泵泵壳成熟 技术，采用奥氏体-铁素体不锈钢铸件，3条支腿
整体铸造在泵壳上。泵壳顶部开口，可以允许一次 性装入或拆出水力部件。泵壳顶部开口依靠导叶法 兰、热屏法兰和主法兰联合形成泵盖.承受反应堆 冷却剂系统压力。124D型主泵与100D型主泵泵 壳主要差异为：124D型进出口接管尺寸均为760 mm,而100D型主泵进口接管尺寸为787 mm,出 口接管尺寸为689 mm，此差异主要因主管道选型 引起。
100D型主泵叶轮为混流式，7枚叶片；导叶 由12枚叶片组成，与叶轮叶片数互为质数，以防 止运行时产生水力共振。124D型主泵叶轮由6枚 叶片组成，导叶由11枚叶片组成。叶片数量的变 化主要是为了改善泵的水力性能而进行的设计改 进。在“华龙一号”项目上为了进一步提高主泵效 率，重新进行了水力设计优化并通过流体仿真和缩 比试验进行了验证，同时，取消叶轮平衡盘、降低 前密封环体积损失等措施也对提高水力效率有所贡 献。124D型主泵叶轮通过锥面热套、键和叶轮螺 母与轴配合，此方案与100D型基本一致。为解决 100D型主泵曾经出现的泵轴叶轮端热应力裂纹的 问题，124D型主泵延长了热套锥面轴套的长度(增 长55%)和键的长度，以减小应力水平；同时，增 加了叶轮螺母内部的辅助流道，主泵运行时，反应
表1 ANPJ主泵发展序列
93D
93D
法国
1001)
EPR 124D
（无中间节） （带中间节）
N4
轴功率/kW 额定流 量 /（m3/h）
4200 20100
5000 22700
5800 6900 8000 5476 23790 24850 28320 25450
重量/t
91
94
109 107 113
的“华龙一号”示范项目（防城港二期）上。
1主泵总体结构介绍
100D型和124D型主泵机组结构型式基本相 同，均为立式、单级、轴封式混流泵。该泵主要由 电动机、轴封组件、泵壳和水力部件组成。反应堆 冷却剂由冷段通过泵壳底部吸入，向上流过叶轮. 再通过导叶和泵壳侧面的出口管泵送入圧力容器。 由化学和容积控制系统供应机械密封注入水 ，该注 入水对泵的轴封和水润滑轴承起冷却和润滑作用, 并防止反应堆冷却剂沿泵轴向上流到水润滑轴承和 轴密封区域。
•2•
2019年第1期
差异，如： (1) 提高了主泵泵组的安全性，如需承受全厂
断电事故工况、更高的抗震要求，另外惰转要求、 承受事故工况的时间等都有进一步的提高。
(2) 对水力性能提出了较高的技术要求：不仅 对流量提出了偏差要求，还对泵组效率提出了明确 要求。
(3) 电机的电压等级从6.6 kV提高到10 kV,增 加了堵转保护、差动保护等安全措施。
表2 CPR1000与HPR1000主泵参数对比表
技术参数 使用寿命/年
CPR1000 100D 型 40
额定流量/(m3/h)
23790
额定扬程/m
97.2
设计压力/MPa
17.2
设计温度代
343
运行压力/MPa
15.5
电压/kVຫໍສະໝຸດ 6.6频率/Hz50
最小启动电压/%
80
转速 /(r/min)
1485
泵组效率/%
无
轴功率/kW
CPR1000与HPR1000主泵的详细参数对比列 于表2中。
2 HPR1000 124D型主泵主要改进
2.1水力部件
主泵过流部件包括泵壳、叶轮、导叶和前密封 环等，泵壳为奥氏体不锈钢整体铸件，导叶和叶轮 为铸件，泵轴和口环为不锈钢锻件。124D型主泵 主要在叶轮和导叶上有新改进，泵壳和入口导管除 了随设计参数变化对尺寸进行了相应修改外，结构 型式、材料等与100D型主泵基本一致，如图2所 示。
关键词：核电站用泵反应堆冷却剂泵“华龙一号”技术改进 中图分类号：TH313 文献标识码：A
引言
压水堆核电站核蒸汽供应系统中，反应堆冷却 剂循环泵（以下简称主泵）是唯一的转动设备，要求 连续可靠运行。主泵技术一直受到各核电大国高度 关注，例如法国JEUMONT公司引进美国西屋主泵 技术时甚至得到了法国政府的支持。主泵制造企业 也大力投入技术攻关，以提高主泵的安全性、可靠 性和经济性。在CPR1000项目中，均采用由法国 ANPJ（原法国JEUMONT）及其国内合资公司东方阿 海珪核泵有限公司（ADJV）供货的100D型主泵， 其结构简图如图1所示。ANPJ公司20世纪70年 代引进美国西屋公司技术，按照法国RCC-M标准 设计制造了 93、100型主泵，ANPJ主泵发展序列 见表1叫为适应三代核电堆型“华龙一号”的新 要求，ANPJ/ADJV在100D型主泵技术基础上，整 合前期主泵运行经验反馈，通过一系列的技术改 进，设计研发了 124D型主泵，并应用在正在建造
2019年第1期
•1•
“华龙一号”与CPR1000反应堆主冷却剂泵对比分析
赵亮宋立范瑞波雒晓辉
（中广核工程有限公司，广东深圳；518124）
摘要：法国JEUMONT工厂于20世纪70年代初期开始引进美国西屋公司技术生产的93和100型反应堆主冷却剂泵 （简称主泵），后续其设计、生产的100D型主泵在我国CPR1000堆型上广泛应用。在我国自主研发的三代技术“华龙一号” 示范项目（防城港项目二期）上，法国JEUMONT进一步整合其100D型主泵多年的运行经验，并为了适应“华龙一号”的新 要求，开发了 124D型主泵。本文通过对CPR1000和“华龙一号”（HL1000-1）主泵的水力设计、结构设计、轴封型式等方 面的对比分析，总结了 “华龙一号”主泵在技术方面的改进及优点，为后续项目主泵的选型、设计和制造工作提供借鉴。
因“华龙一号”的新要求，124D型主泵相比 CPR1000项目100型主泵主要在下述几方面存在
电机 电机支承
水泵-------
飞轮 防反转装置 上导轴承及推力轴承 电机部件：定子和转子
下导轴承 电机支承 联轴器及中间轴 轴密封系统
泵转子歿貿 泵轴
支離
水泵内部静止部祥 导井
泵轴承 递匿蔽
」寸坏
图1主泵结构简图
124D型主泵泵壳沿用100D型主泵泵壳成熟 技术，采用奥氏体-铁素体不锈钢铸件，3条支腿
整体铸造在泵壳上。泵壳顶部开口，可以允许一次 性装入或拆出水力部件。泵壳顶部开口依靠导叶法 兰、热屏法兰和主法兰联合形成泵盖.承受反应堆 冷却剂系统压力。124D型主泵与100D型主泵泵 壳主要差异为：124D型进出口接管尺寸均为760 mm,而100D型主泵进口接管尺寸为787 mm,出 口接管尺寸为689 mm，此差异主要因主管道选型 引起。
100D型主泵叶轮为混流式，7枚叶片；导叶 由12枚叶片组成，与叶轮叶片数互为质数，以防 止运行时产生水力共振。124D型主泵叶轮由6枚 叶片组成，导叶由11枚叶片组成。叶片数量的变 化主要是为了改善泵的水力性能而进行的设计改 进。在“华龙一号”项目上为了进一步提高主泵效 率，重新进行了水力设计优化并通过流体仿真和缩 比试验进行了验证，同时，取消叶轮平衡盘、降低 前密封环体积损失等措施也对提高水力效率有所贡 献。124D型主泵叶轮通过锥面热套、键和叶轮螺 母与轴配合，此方案与100D型基本一致。为解决 100D型主泵曾经出现的泵轴叶轮端热应力裂纹的 问题，124D型主泵延长了热套锥面轴套的长度(增 长55%)和键的长度，以减小应力水平；同时，增 加了叶轮螺母内部的辅助流道，主泵运行时，反应
表1 ANPJ主泵发展序列
93D
93D
法国
1001)
EPR 124D
（无中间节） （带中间节）
N4
轴功率/kW 额定流 量 /（m3/h）
4200 20100
5000 22700
5800 6900 8000 5476 23790 24850 28320 25450
重量/t
91
94
109 107 113
的“华龙一号”示范项目（防城港二期）上。
1主泵总体结构介绍
100D型和124D型主泵机组结构型式基本相 同，均为立式、单级、轴封式混流泵。该泵主要由 电动机、轴封组件、泵壳和水力部件组成。反应堆 冷却剂由冷段通过泵壳底部吸入，向上流过叶轮. 再通过导叶和泵壳侧面的出口管泵送入圧力容器。 由化学和容积控制系统供应机械密封注入水 ，该注 入水对泵的轴封和水润滑轴承起冷却和润滑作用, 并防止反应堆冷却剂沿泵轴向上流到水润滑轴承和 轴密封区域。
•2•
2019年第1期
差异，如： (1) 提高了主泵泵组的安全性，如需承受全厂
断电事故工况、更高的抗震要求，另外惰转要求、 承受事故工况的时间等都有进一步的提高。
(2) 对水力性能提出了较高的技术要求：不仅 对流量提出了偏差要求，还对泵组效率提出了明确 要求。
(3) 电机的电压等级从6.6 kV提高到10 kV,增 加了堵转保护、差动保护等安全措施。
表2 CPR1000与HPR1000主泵参数对比表
技术参数 使用寿命/年
CPR1000 100D 型 40
额定流量/(m3/h)
23790
额定扬程/m
97.2
设计压力/MPa
17.2
设计温度代
343
运行压力/MPa
15.5
电压/kVຫໍສະໝຸດ 6.6频率/Hz50
最小启动电压/%
80
转速 /(r/min)
1485
泵组效率/%
无
轴功率/kW