反应堆主泵

自1965年第一次将轴密封泵作为PWR核电厂主泵使用以来，已经迅 速取代了屏蔽泵的地位。但是在诸如舰船核推进、金属钠冷快堆、某些 实验堆等场合下，屏蔽泵仍起重要作用。
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7.3 轴封泵
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7.3 轴封泵
1. 水力机械
泵壳
入口和出口接管
叶轮
法兰
吸入导流管和扩压器 泵轴
泵轴承
热屏障组件
上方的泵径向轴承传热，而热交换器用
来冷却可能沿轴向向上的反应堆冷却剂
流，从而保护径向轴承和轴封组件。在
轴封水断流的情况下，它还能冷却向上
流向的冷却剂，以确保轴承的冷却和润
滑，热屏障热交换器盘管内循环着设备
冷却水，供水温度35℃
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7.3.2 电机
立式、鼠笼、单速、三相感应
轴承
下部径向轴承
上部径向轴承 上下止推轴承
扩压器由不锈钢铸造而 成，它有12个导叶，位于叶 轮外侧。扩压器的作用是降 低在扩压叶片之间的延伸流 道中的流体流速，把流体的 速度头转换成静压头。扩压 器末端与泵壳焊在一起、
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7.3.1 水力机械
泵轴承 泵的径向轴承为泵轴提
供径向支撑和对中它由斯太 立合金堆焊的不锈钢轴颈和 石墨构成的套筒组成，用水 润滑和冷却。使通过轴承的 水保持低温是重要的，因为 高温会破坏石墨并使轴承损 坏。所用轴承冷却水是化容 系统的轴封注入水的一部分。
叶轮由不锈钢铸成，有7个叶片，用 热装和加键固定在泵轴的下端，并在轴 端用螺母锁紧。叶轮是泵的核心部件。 靠叶轮的旋转使流体获得能量
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7.3.1 水力机械
吸入导流管和扩压器 吸入导流管是一个不锈
钢圆筒，用螺栓固定在泵壳 的内侧。它把吸入流体引入 叶轮中心。吸入导管和叶轮 吸入接管之间由迷宫密封环 阻挡从排出室向吸入室的流 体泄漏。
组合体
止推轴承油提升系统，
泵启动时使用，减少启动电 流和防止止推轴承损坏，有 一台小型高压油泵。
泵运转时，推力由上止
推轴承轴瓦承载，这个载荷 来自反应堆冷却剂系统的压 力和泵的动态力，它抵消转 子重力后尚有余。
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7.3.2 电机
飞轮
在断电情况下，停堆后
短时间内必须保持足够的流 量通过堆芯。
增加转动惯量，延长泵 的惰转时间
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7.3.1 水力机械
热屏障组件
在叶轮与泵径向轴承之间装有热屏
障。它的作用是阻止泵壳内高温的反应
堆冷却剂向上方的泵径向轴承和密封组
件传热，使泵径向轴承免受高温。热屏
障组件主要由两部分组成：一是安装在
导叶内侧的隔热套，二是安装在叶轮与
泵径向轴承之间的由盘管组成的扁平状
热交换器。隔热套阻止反应堆冷却剂向
量传给二回路侧给水，然后再由主泵送回反应堆进行循环。 主泵电机上的大飞轮以增加主泵惰转时间，保持适当惯量，确保断电事
故时堆芯燃料元件不至烧毁。 主泵是反应堆冷却剂系统的主要设备和压力边界的设备之一。
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7.1 概述
7.1.2 基本要求 能长期在无人维护条件下安全可靠地工作； 便于维修，辅助系统简单； 主泵转动组件应能提供足够转动惯量，以便在全厂断电情况下，利用
核电站通用机械与设备
第七章 反应wk.baidu.com主泵
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第七章 反应堆主泵
7.1 概述 7.2 全密封泵 7.3 轴封泵 7.4 轴封泵的密封结构和工作原理 7.5 主泵系统的运行 7.6 主泵系统目前国内外研究现状
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7.1 概述
7.1.1主泵功能 反应堆主冷却剂泵（主泵）是反应堆的“心脏”。 在主系统充水时，利用主泵赶气； 在开堆前，利用主泵循环升温，达到开堆280℃条件； 在反应堆正常运行时，冷却剂由反应堆流出经主管道流进蒸发器，把热
主泵惰转提供足够的流量，使反应堆堆芯得到适当的冷却； 过流零部件表面材料要求采用奥氏体不锈钢或其它同等耐腐蚀材料； 带放射性的冷却剂的泄漏要少。 7.13 主泵分类
全密封泵，轴封泵
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7.2 全密封泵
带屏蔽套的全密封泵
7.轴承 2.螺栓 3.屏蔽套 4.转子外套 5.转子 6.压紧板 7.小叶轮 8.盖 9.接线盒 10.接线柱 17.径向滑动轴承 12.线圈 13.硅钢片 14.蛇形冷却管 15.外壳 16.轴 17.止推轴承 18.电机壳 19.盖及迷宫密封件 20.螺母 27.叶轮 22.泵壳体 5
保障反应堆安全，采用屏蔽泵的核电
厂必须对主泵供电的可靠性作更严格
的要求；
屏蔽泵维修不方便。 屏蔽泵一般应用于容量较小的核动力装置。
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7.3 轴封泵
随着对核电厂安全性与经济性要求的提高，并为适应大容量机组的 要求，轴密封泵技术已日趋成熟。 它具有以下优点： 采用常规的鼠笼式感应电机，成本降低，效率提高。轴密封泵的效率一 般比屏蔽泵高10％至30％； 电机部分装设一只很重的飞轮，从而大大提高了机组的惰转性能，提高 了发生全厂断电事故时堆芯的安全性； 轴密封技术可以同样严格控制泄漏量，把安全壳的泄漏量控制在 200cm3/h左右； 维修方便，轴密封结构更换仅需十小时左右。
7.2 全密封泵
但屏蔽泵存在以下问题：
屏蔽泵效率低，一般泵组效率只有50 湿
％至70％，对于大容量核电机组来说， 定
显然经济性不够；
子
屏蔽泵大部分零部件用耐腐蚀材料制 全
造，造价昂贵，难度较高；
密
屏蔽泵若装设飞轮，液体的阻力将使 封 泵机组效率降低到不可接受的程度， 泵
故此，屏蔽泵转动惯量通常很小。为
2. 电机
轴承
转子
飞轮
定子
防逆转装置
电机轴
定子空气冷却器
3. 轴封组件
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7.3.1 水力机械
泵壳 泵的外壳包容并支持着泵的水
力部件，是反应堆冷却剂系统压力 边界的一部分。泵壳是一个外形呈 准球状的不锈钢铸件，其出入口接 管焊接在一回路系统管道上。冷却 剂从泵底部沿叶轮轴线流入，向上 导流进入叶轮。通过叶轮后的冷却 剂经扩压器后通过与叶轮成切线方 向的出口接管排出。 叶轮
I
CI
N0 n02
[n0
t / n(t)] 1
式中：
I－转动惯量
N0－额定工况泵轴功率 n0－额定转速 t－从断电开始计算的时间
n(t)－t时刻的转速
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7.3.2 电机
防逆转装置 电机顶部装有止逆机构，防止主泵逐台起动、停止，而引起介质倒
流从而导致泵的倒流问题。它不仅能承受倒灌流量的力矩，还能承受当 电机电缆反接时在100%电压下的电机起动力矩。