AP1000_第三代核电_屏蔽主泵与湿定子主泵结构特点分析_江笑克
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第三代核电机组AP1000在停堆大修方面的优势应用摘要:AP1000第三代核电机组的先进性体现在使用成熟技术的基础上,在设计上采用了非能动的安全系统,加强了预防和缓解严重事故的措施,提高了电站的安全性;同时,由于非能动技术的使用,使得电站的辅助设备大大减少,减少了故障的概率,提高了安全性;另外,由于核级设备的减少,对核电机组大修安排方面的制约降低,更加灵活的安排核电机组的换料停堆大修,将大幅缩减大修工期。
关键词:AP1000;非能动;换料停堆大修1.前言AP1000为第三代非能动核电站,是目前应用非能动理念的代表者。
鉴于AP1000机组的非能动特性,在设计及电站运营上,必然与第二代核电机组存在较大差异;非能动技术的引入,大幅度简化了系统设备。
根据AP1000机组设计大修时间为17天或更短,因此本文将重点研究AP1000非能动核电机组较传统二代压水堆核电机组(本文以M310为例)在机组停运大修方面的优势。
2.AP1000机组在大修中的优势应用2.1总体设备数量减少AP1000的设计理念简单,厂房规模缩小,系统设置简化,工艺布置简化,管道交叉减少。
相应使设计工作量减少,设计接口更易于控制和管理。
很多动力设备被取消,取消了应急动力电源。
AP1000的简化非能动设计大幅度减少了安全系统的设备和部件,与正在运行的M310电站设备相比,阀门、泵、安全级管道、电缆、抗震厂房容积分别减少了约50%,36%,83%,87%和56%,同样在大修期间的检修项目将大幅度减少;同时便于采购、运行和维护。
2.2 低低水位阀门M310机组低低水位阀门约230个左右,平均每次大修低低水位阀门检修数量为20-30个左右,且即使通过中长期优化某次大修无低低水位,但因阀门、管道等新增缺陷可能性大,所以无低低水位大修在二代核电机组里实现难度较大。
AP1000机组因采用非能动设计理念,阀门数量大幅度减少,其中低低水位阀门数量在60个左右,平均每次大修低低水位阀门检修量为5-7个左右;同时因管道排布、阀门数量少,可以通过冰塞的方式进行低低水位阀门的隔离检修,从而取消堆芯全卸料后的排水到低低水位、低低水位检修和检修后一回路充水的工作。
AP1000第三代核电站主泵RCP
第三代核电 2009-09-29 16:49 阅读52 评论0
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AP1000第三代核电站主泵RCP简介:
1. AP1000:有4台屏蔽主泵。
主泵的水力部件如叶轮、扩压片及与扩压片相边的结构直接安装在电机单元上,中间没有联轴器,电机定子和转子均包容在与主回路连通的承压边界内,电机为立式、水冷、鼠笼感应式电机,其定子绕组和转子铜棒均由非磁合金与主冷却剂隔开,形成屏蔽式结构。
电机电源与变频器相连,在232℃以下,主泵转速可调,在232℃以上,变频器被旁路,主泵以恒定转速运转,利于减少启动前的电力消耗,改善电机的启动性能,降低电机启动时对设备寿命的消耗。
2. M310:3台100/D型主泵,轴封式主泵,三级密封,风冷鼠笼三相感应电机,通过联轴器与水泵相连,
水泵推力由电机的推力轴承承受,通过轴封注入水和热屏冷却水冷却主泵轴承和轴封等装置。
3. 主泵部分参数:
参数AP1000 M310
数量 4 3
额定功率 5.15MW 6.5MW
额定流量17880m3/h 23790m3/h
扬程 11.1bar 9.7bar。
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald141三门核电一号机是全球首台A P1000机组,其电厂循环冷却水采用一次循环冷却供水方式,循环水取自三门湾,经过热交换器后排入三门湾。
该系统采用2×50%循环水泵配置,单台循环水泵流量139 800 m 3/h,扬程16.2 m,转速164 r p m,轴功率7700 kW,进口直径4800 m m,出口直径4100 m m,如果一台循环水泵停运或跳闸,在设计海水温度的情况下,机组出力下降到96%额定功率。
循环水泵由日本三菱高砂制作所设计制造,为立式混流泵,且叶片角度可调,在国内核电厂尚属首例。
叶片角度可调实现了冬季循环水泵可以在较小流量下运行,从而降低了泵的功率,减少厂用电量,从而达到节能的目的。
该文将简单介绍循环水泵机构特点,保证机组今后的经济安全运行。
1 循环水泵结构概况该循环水泵是单级、浸入式、可调叶片角度的立式混流泵,其结构主要包括吸入口,出口弯管,出口管,泵轴,叶片及径向轴承、轮毂及联轴器,循环水泵结构如图1所示。
泵轴及电动机周均为空心,其中电机顶部装有控制杆。
电动机轴装有连杆,用于叶片角度控制的叶片控制单元安装在电动机的顶部,如图2所示。
液压油系统由油单元、叶片控制单元、叶片控制机构及附属管路组成。
联轴器联接电机与泵,其被活塞及活塞环分成上下两个油室。
活塞的下部连接在控制杆上,活塞的上部连接有电机连接杆及油管。
叶片控制单元的油使控制杆作向上或向下运动从而调整叶片角度,推力轴承安装在电动机上,机架承受电动机及泵转子自重及运行时产生的轴向力,泵的转子径向力由橡胶导轴承承担。
2 叶片安装角调整的液压油系统组成液压油系统由油单元、叶片控制单元、叶片控制机构及附属管路组成。
2.1 油单元油单元安装在电机附近由油箱、冷油器、安全阀、过滤器及油泵组成。
油单元供应液压油至叶片控制单元。
AP1000屏蔽泵的应用分析摘要:AP1000屏蔽泵作为当下拥有最大容量的飞轮式屏蔽泵,在核电领域拥有重要的应用意义。
笔者从AP1000的基本构造入手,分析了AP1000的主要不足和优势,进而对其实际应用提出几点看法。
关键词:AP1000;屏蔽泵;应用分析AP1000屏蔽泵作为我国第三代核电技术的主要代表之一,以其百万千瓦级的功率水平,表现出宽广的应用前景。
但就现阶段AP1000屏蔽泵的应用而言,尚未形成完整、科学的应用体系。
AP1000系统由两个并联环路构成,各搭配两个主泵,具有安全性高、噪声低、结构稳定等优点,但也有效率低、飞轮惯量较小等不足,故而对其进行应用分析,具有重要的现实意义。
一、AP1000屏蔽泵结构概述AP1000屏蔽泵在结构上与传统泵有很大的差异,其结构如图一所示。
主要包括屏蔽式感应电机(由封闭的转子和定子、屏蔽套组成)、单级离心泵、热屏(用于防止泵壳内部热量传递至电机内部)、3个轴承(1个双向推力轴承和2个径向轴承,采用水润滑)、2个飞轮(安装于电机上下两侧,用以增加转动惯量,延长惰转时间,辅助建立自然循环)等部件,以及冷却主泵各组件的两个设备冷却水回路。
图一 AP1000屏蔽泵结构简图二、AP1000屏蔽泵特点概述就AP1000屏蔽泵整体而言,具有安全性高、结构紧凑、运行平稳、占地空间少、噪声小、启动电流小等特点,主要体现于以下几点。
第一,采用变频器驱动。
一般感应电动机启动电流是正常工作电流的5-7倍,而AP1000主泵采用变频器驱动,降低冷态工况时电机功率,从而最大限度地缩小电机尺寸,由于变频器具备制动再生功能,允许主泵倒转时直接启动,并向所连接母线反馈电能的优势。
第二,AP1000在泵的结构组成方面进行了简化处理,反应堆冷却剂通过热屏与泵壳之间迷宫式密封进入电机内部,在辅助叶轮推动下,循环冷却电机,整个回路都处于压力边界内,因此不需要轴密封系统,减少了因轴密封装置失效,导致冷却剂泄漏造成小LOCA的事故,同时减少了维修工作量,又杜绝了机组对中偏差等问题, 同时取消了维持轴密封的补水流反应和密封水收集系统,。
浅析核电主泵的发展以及各代主泵的特点摘要:本文简要介绍了核电站主泵的发展以及各代主泵的优缺点,包括新型三代核电屏蔽式主泵的主要特点。
关键词:核电主泵屏蔽引言从1954年前苏联成功建成世界第一座5兆瓦的实验性核电站到现在100万千瓦的先进压水堆核电站,民用核电站已经发展了三代。
虽然其设计理念和电站结构都有很大的改动,但作为核电站心脏的主泵,其核心设备的地位一直未曾动摇。
1.二代主泵的特点一代核电站为实验堆,本文暂且不论。
在商用核电站中,从二代到二代加的核电站机组,都是采用带轴封的单级离心主泵。
以秦山二期100D主泵为例,该主泵从西班牙ENSA采购,是一台立式带飞轮的单级离心泵。
该主泵的轴封采用串联的三级密封,第一层密封为可控液膜密封,第二层为压力平衡摩擦端面型密封,第三层为机械摩擦端面双效应型密封。
该主泵的主要优点是效率高,但同时,其缺点也是显而易见的。
首先,核岛内必须多增两套管路,一套轴封注水/冷却水管路和一套轴封泄露水回收管路,他们的泄露或失效都会导致核岛内核泄漏。
轴封水温度检测、压力检测、液位检测和流量检测系统都是为了轴封专设的监测单元,增加了系统复杂性和操控难度。
其次,不论采用多先进的轴封,其固有的特性决定了存在轴封失效的可能,一旦失效,将会对主泵乃至整个核电站造成严重的影响。
即使只考虑正常的损耗,在核电站整个寿期内也需要多次更换,不利于核电站的长期稳定运行。
而且,由于主泵位于核岛内,处于高辐射区,维修人员每次维修所接受到的放射剂量也是一个不容忽视的问题。
2.三代主泵的特点上世纪80年代的前苏联切尔诺贝利和美国三里岛核泄漏事故发生后,大众越来越关注核电站防止核泄漏以及电站安全运行的能力。
在核电技术沉寂了近40年后,美国西屋公司研发出了新一代的核电技术--AP1000核电技术。
AP1000核电站采用非能动技术,即其安全系统完全不依赖外部能量,能够利用自然界的能量如势能、气体膨胀和密度差引起的对流、冷凝和蒸发来完成安全功能的技术。