1000MW级核电站主泵电动机简介陈凯上海电机厂有限公司1前言随着自然资源的日益减少和经济的高速发展，我国对于核电的需求越来越迫切。在取得秦山、大亚湾等核电站的成功经验的基础上，以及国家近期在核技术方面的重大进展，超大容量（1000MW）核电站的建设将越来越被看好，市场前景诱人。

　　研制、开发核电站中极其关键的设备之一的主泵电动机，可以打破国外少数大公司在该领域的垄断，提篼我公司的企业实力和知名度。

　　2主泵电动机概况主泵（RCP）电动机，即反应堆冷却剂泵电机，一般简称为RCP电机，为英文reactor coolantpump的缩写。主栗电机，是压水堆核电站的关键设备之一。1000MW级核电主泵电机，是我公司“2000年度研制、开发新产品计划”中的项目。

　　国际上只有美国西屋公司、德国西门子公司、俄罗斯新西伯利亚厂是自主开发的，其他国家大多引进技术后进行国产化的。电机在结构上为立式，与常规电机大的差异在于能使电机本身具有足够大转动惯量的飞轮部分。

　　3与常规电机结构的大不同在核电站中，为了在发生短时断电事故时，保证冷却剂仍然能够流经反应堆，带走反应堆停堆后的残余热量，避免堆内燃料元件的烧毁，需要主泵电机具有较大的转动惯量，―18―即带有一个大飞轮。

　　主泵电机的飞轮主要有两种结构，可脱钩的飞轮结构和不可脱钩的飞轮结构。其中不脱钩的飞轮结构，又分飞轮布置在转子铁心上端或下端两种方案。

　　不可脱钩飞轮的结构特点是：飞轮与轴直接连接，可采用过盈配合，也可采用键槽。飞轮一般布置在电机轴向的外侧，即顶部或轴承端，以便于检测。

　　可脱钩飞轮的结构特点是：飞轮与轴之间有中间衬套。中间衬套与飞轮之间采用直筒式过盈配合，中间衬套与轴之间采用锥形过盈配合。各过盈配合处产生的摩擦力应足够大，以满足轴带动飞轮运转（包括超速试验）。同时，该摩擦力又不能太大，以便在达到脱钩转速时，飞轮能顺利地与轴脱开。

　　主泵电机飞轮的设计必须根据核电站通用设计准则中有关环境和飞射物的设计原则，目前，国际上采用的几种飞轮结构：飞轮布置在上轴承的上方。

　　构，飞轮布置在电机铁心的下方。

　　飞轮布置在电机铁心的下方。

　　结构，而是放大转子本身的直径以获取足够大转动惯量。

　　1000MW级核电站主泵电动机简介4部分已经在核电站中使用的主泵电机电气参数4.1法国热蒙（Jeumont）公司用于广东岭奥核电站电机电机功率：6500kW额定电压：6600V额定频率：50Hz同步转速：1500r/min功率因数：0.935 4.2俄罗斯PBMK-1000型核电站用：电机功率：5600kW额定电压：6000V额定电流：620A额定频率4.3俄罗斯BB6P-1000型核电站用：电机功率：8000kW额定电压：6000V额定电流：880A额定频率：50Hz同步转速：lr/min功率因数：0.91效率：96 4.4秦山核电二期：（日本三菱）额定电压：6000V额定电流：冷态816A/热态648A额定频率：50Hz额定转速：1488r/min功率因数：0.9486效率：93.43绝缘等级：F环境温度：50 4.5秦山核电三期：（日本日立）冷却方式：全封闭、空一水冷从以上各电机电气参数可以看出，主栗电机选用4P或6P电机，功率一般在5600kWSOOOkW之间，一般对效率和起动电流倍数的要求并不篼。但由于电机本身的转动惯量值较大（加装的飞轮）、冷却剂泵的负载特性（阻力矩较大），对于电机的起动能力的要求较篼，堵转转矩倍数一般大于1.2（倍），大转矩倍数一般大于2.8（倍）。

　　5主栗电机国产化需进一步攻关的项目和课题5.1绝缘方面的课题：核I级绝缘系统（主绝缘材料及结构），包括：热老化试验、局部放电试验研究、耐辐射性能、耐辐射电缆等分课题。

　　5.2篼速大推力轴承：预计要求电机能承受约120吨的向下推力和可能约50吨的向上推力，而电机的同步转速为1500r/min. 5.3电磁设计：上海大中型电机（1）电机必须满足大惯量、起动终了满负荷的起动要求。

　　（2）电机必须满足系统故障时低电压、甚至失电时仍要能惯性运行数十秒钟的要求，以保证控制系统能安全地关闭核反应堆。

　　5.4结构设计：（1）机座结构。由于电机受力大、转速高，对机座的稳定性要求比一般低速大型电机要高很多。

　　（2）上、下轴承安装结构。由于电机的轴承体积大，必须选择合适的轴承安装结构。

　　（3）飞轮问题。飞轮在电机内部上、下布置的方案比较，飞轮的设计、计箅，飞轮的材料确定，飞轮的加工工艺研究。

　　（4）防逆转的制动棘轮的研究包括：制动棘轮的结构、齿棘的材料及加工工艺等方面的研究。

　　宋艳文等。核电站反应堆冷却剂泵电动机转子飞轮的设计与评定。大电机技术，1999（5）O.N.BEPBEP等。原子能电站主循环泵用大型异步电动机。俄罗斯B.Jackson等。核电站旋转电机的质倨认证。英国AlbrechtP.F.等。发电站用电动机可靠性的评定。美国1991年7月毕业于上海电机技术高等专科学校，从事电机设计，工程师，现任上海电机厂有限公司技术开发中心异步电机设计室主任设计师。

　　倍息点滴英研究离层建筑风力发电3家英国机构和德国斯图加特大学近开始着手试验篼层建筑群间的发电项目，科学家们指出，如果研究成功，它将有望改变城市的供电结构。

　　无论风力发电，还是气流发电，都靠风或气流推动涡轮机叶片，由发电机将风和气流转换成电能。科学家发现，在篼层建筑之间有较强的气流，如装上涡轮发电机或风、气流发电设备同样也能发出电来。

　　上述研究人员在两座塔之间建立了一座楼房作为试验模型，在两座塔之间安装3台涡轮发电机，将楼之间的风和气流转换成电能。其特点是，高楼可以特殊方式将风吸人涡轮机。研究人员说，这种原理并不复杂，人们只要站在楼群之间便会感到一股股风的吸力。两楼之间墙体垂直，风到这里不会被吹散，且直接吹人涡轮机，比空旷地带的风更集中。加上电机的吸力，可以使功率瞬时加倍。

　　根据计算，用这种方法可比普通风力发电机多发25的电能。楼群是固定的，不会随风转向，只要风的人射角达到50度就可以发出与普通发电机等同的电能。从理论上说，30至50度的人射角也是佳角度。另外，欧洲城市的风速一般能平均达到每秒2至5米，且风向也不断变化，固此该技术尤其适合这种条件。研究人员在风洞中借助计算机模拟技术对各种条件进行了试验，结果表明，楼顶、墙面对发电均无影响。

　　业内人士指出，尽管这在理论上可行，但实施起来困难很多。例如，很难找到能够安装风力或气流发电机的位置，加上特殊形式的电机造价篼，它们所发出的电难以抵消成本。此外，楼群之间有很强的无线电、电视信号，这些信号会干扰发电机叶片运转。