中文精品久久久久人妻不卡,国产精品成人av片免费看,午夜无码a级毛片免费视频

摘要：回顧了PWR核電廠冷卻劑主循環(huán)泵（主泵）從屏蔽電泵到軸封式泵的技術(shù)經(jīng)歷與發(fā)展，從核安全要求達成的技術(shù)共識，以及自主化技術(shù)背景下主泵的技術(shù)風(fēng)格與流派。介紹了主泵技術(shù)的改進與創(chuàng)新，以及采用非能動安全系統(tǒng)、優(yōu)化及簡化的NSSS中，第三代PWR主泵有關(guān)的問題。
! }$ ~7 w. H! V5 A關(guān)鍵詞：壓水堆冷卻劑主循環(huán)泵（主泵）技術(shù)經(jīng)歷技術(shù)風(fēng)格與流派技術(shù)共識設(shè)計準(zhǔn)則改進與創(chuàng)新非能動安全系統(tǒng) 內(nèi)置泵堆內(nèi)泵

1前言

      壓水堆（PWR）核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)（NSSS）中，反應(yīng)堆冷卻劑主循環(huán)泵（下稱主泵）是唯一的轉(zhuǎn)動設(shè)備，它的可靠性直接影響到反應(yīng)堆的安全運行。按ASME核設(shè)備的安全等級分類標(biāo)準(zhǔn)，主泵是屬于核安全一級。
5 ?, b9 d$ b: s. T; @% N       主泵在軍事和商用上問世之初，即受到廣泛關(guān)注，技術(shù)性能與可靠性進步很快。進入軸封式泵的時代，主泵的商用化要求泵的設(shè)計必須采用最成功的經(jīng)驗。在美國甚至成立了一個公用事業(yè)顧問委員會，幫助評論和改進軸封式泵的早期設(shè)計。有實力的知名泵制造廠商，致力于自主研發(fā)主泵，進入核電市場。資源匱乏而急于發(fā)展核電的國家，則全面引進核電技術(shù)，其中也包括主泵的技術(shù)。國際上主泵發(fā)展的經(jīng)歷表明，自主開發(fā)和技術(shù)引進兩種模式都獲得了成功。在政府推動下，核電技術(shù)自主化進程進展迅速。不同技術(shù)背景的自主化，形成了不同技術(shù)風(fēng)格的主泵，并且長期并存。2 G' t$ ~' \9 ^$ B" C+ S/ q
      本文回顧了主泵技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷，主泵技術(shù)上的共性及不同的技術(shù)風(fēng)格與特點，技術(shù)上的改進與創(chuàng)新，對第三代核電技術(shù)的主泵的有關(guān)問題作了初步探討，相信對于發(fā)展我國自主的主泵技術(shù)的思路上會有所啟迪。

2 主泵的技術(shù)經(jīng)歷和技術(shù)流派

起源于軍用反應(yīng)堆的屏蔽電機主泵，在商用試驗堆上被優(yōu)先選用，軸封式主泵則被研發(fā)，試用并定型于300MW級的商用堆。盡管主泵在發(fā)展的初期，或多或少有些知識產(chǎn)權(quán)上的局限，但是美國和歐洲都經(jīng)歷了相類的發(fā)展階段。1955—1965年是屏蔽式電機泵向軸封式泵發(fā)展的重要階段，核電機組容量為200-300MW等級，大都是屬于試驗性的商用堆。1965—1970年為商用堆發(fā)展的過渡階段，機組容量為400-650MW，軸封式主泵在此期間得到了充分的發(fā)展與完善。主泵技術(shù)的成熟期是在1970—1980年，NSSS有了3個環(huán)路的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，單環(huán)路功率為300-350MW，機組功率為900-1000MW。主泵功率由4000kW提高到6500kW。1980年以后，開發(fā)了4環(huán)路NSSS的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，機組功率達到了1300-1500MW。
, P3 J/ c# Y3 _* \/ _; _: X3 D5 } 美國是領(lǐng)先發(fā)展核電的國家，世界上430多座核電站中，大約有四分之一建在美國。通用電氣公司（General Electric Corp., GE）和西屋電氣公司（Westinghouse Electric Corp., WH）分別致力于沸水堆（BWR）和壓水堆（PWR）核電技術(shù)的開發(fā)。關(guān)于主泵這一重要的設(shè)備，兩家集團公司有不同的經(jīng)營政策，通用公司是從著名的泵制造廠商采購，西屋公司安排下屬的以生產(chǎn)電機為主業(yè)的電氣機械分部（Electro-Mechanical Division, EMD）研發(fā)主泵，為西屋設(shè)計NSSS的配套。在歐洲，核電的發(fā)展基本上與美國同時起步，ABB，KWU等核島設(shè)備總包商，在主泵上選擇了與GE相同的政策，向泵、閥的專業(yè)制造廠商采購。不同的產(chǎn)品主業(yè)和專業(yè)技術(shù)，不同的制造工藝和生產(chǎn)設(shè)備，不同的技術(shù)底蘊和傳統(tǒng)經(jīng)驗，在開發(fā)有相同的核安全一級的技術(shù)質(zhì)量要求的PWR主泵任務(wù)中，體現(xiàn)了各自的技術(shù)風(fēng)格，形成了不同的技術(shù)流派。

2．1 三軸承軸系的美式風(fēng)格主泵

為西平港（Shipping Port）商用試驗堆提供了屏蔽電抗式氣軸封泵后，西屋公司開發(fā)了用于單環(huán)路功率為150-170MW NSSS配套的63型軸封式主泵。該型號泵1963年首先安裝在康涅狄格州（Connecticut）的揚基（Yankee）300MW核電機組，1965年用于南加州（S.California）圣奧諾弗來（San Onofre）核電站的450MW機組，進行了改進和完善。軸密封和密封系統(tǒng)中的問題，大部分是在這個電站中解決的。單泵最長運行42，000小時，隨后完成了初步設(shè)計定型。63型泵的運行參數(shù)為：) y1 W) T( P* m% p
流量 Q=61，900 gpm (14,018 m3/h)& }0 v. l5 L0 H: u3 q& m: r6 T$ [% P
揚程 H=240 ft (73 m); v1 u; J; w2 j; {
轉(zhuǎn)速 n = 1,180 rpm (60HZ)
' E! d2 b9 C6 S8 l' C U. f電機功率 Nm = 4,000 HP (2980 KW)4 B( }/ O5 i. {* `# M! V0 P. N+ \
定型的主泵結(jié)構(gòu)設(shè)計即是所謂的三軸承支承的軸系結(jié)構(gòu)(圖1)：

（圖1 三軸承軸系結(jié)構(gòu)主泵）

---------電機軸與泵軸用剛性聯(lián)軸器直聯(lián)，雙向主推力軸承布置在電機頂部，與電機兩個油潤滑導(dǎo)軸承中的上部導(dǎo)軸承組合成一體式結(jié)構(gòu)。在泵部分的第三個導(dǎo)軸承是水潤滑軸承。/ e' x8 \$ u( E( I6 l+ B
--------軸密封系統(tǒng)由三道密封組成：第一道是可控泄漏密封，第二道是特殊設(shè)計的端面機械密封，第三道是端面機械密封，有2 呎（610 mm）液柱的背壓，防止干磨和汽化，形成了西屋特色的軸密封系統(tǒng)的基本形式。8 ]% ?, h7 c( o, I
-------泵機組的結(jié)構(gòu)剛性，轉(zhuǎn)子動力學(xué)以及電機與泵之間的軸系對中問題，是結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算和制造、安裝中的關(guān)鍵點。0 C7 k* \' j$ d! O
在以后的十多年的發(fā)展PWR軸封式主泵的鼎盛時期中，以電機制造為主業(yè)的EMD一直基于這種三軸泵結(jié)構(gòu)，進行主泵的研究和完善工作。應(yīng)該說明的是，除了主泵外EMD的核電產(chǎn)品還有反應(yīng)堆的控制棒驅(qū)動機構(gòu)和一回路中的核級閥門上，EMD主泵系列中的型號列于表1。

表1 西屋公司的軸封式主泵

附注：' _/ V" H4 b3 Q4 [! d
1）泵的名義流量（gpm）除以1000得到的數(shù)字表示主泵型號。5 ]! o% w; i" J  j) S
2）泵型號后的英文字母表示電源頻率，A代表60HZ，D代表50HZ，字母后的數(shù)字1表示第一次改進設(shè)計。  v; @8 |! j+ ~
3）數(shù)字后無字母的泵型號，是西屋公司的國內(nèi)用泵，均為60HZ電源。6 P5 _) L! Q. d2 X
      作為壓水堆NSSS技術(shù)的領(lǐng)跑者和技術(shù)的轉(zhuǎn)讓方，西屋公司成為外國核電技術(shù)受讓方公司的仿效對象，甚至在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)體系上也加以模仿。
( z$ W+ p8 p' T- G. U       法國法馬通核能公司（Framatorne ANP）下屬的日蒙公司（Jeumont AG）是西屋主泵技術(shù)的受讓方，它是一家傳經(jīng)的電氣旋轉(zhuǎn)機械制造商，主導(dǎo)產(chǎn)品是電動機和柴油發(fā)電機組。
/ Q3 B% Q8 d5 o$ d6 K/ ?       1965年日蒙公司為位于休斯（Chooz）的法國第一座商用核電站250MW機組提供了4臺屏蔽電機式主泵和控制棒驅(qū)動機構(gòu)。1960年代下半葉，從93D型號起步得到西屋公司主泵許可證轉(zhuǎn)讓技術(shù)，到1979年底已建造和正在建造的主泵超過了100臺，成為法國唯一一家生產(chǎn)PWR軸封式主泵，反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)和和快中子增殖堆（FBR）的液態(tài)金屬鈉循環(huán)的制造公司。
" a3 ^9 y9 `0 O2 ^) m  n       日本是較早發(fā)展核電的國家之一，走的也是引進技術(shù)發(fā)展核電的道路。從美國購買成套核電設(shè)備的同時，引進相應(yīng)的技術(shù)，東芝（TOSHIBA）和三菱重工（MHI）分別引進了美國GE公司的BWR和西屋公司的PWR核電技術(shù)。1968年關(guān)西電力（株）采購了63型主泵用于美濱一號340MW核電機組，1970年又采購了兩臺93A型主泵用于美濱二號500MW核電機組，三菱重工（MHI）則引進了93A型主泵技術(shù)。引進主泵技術(shù)的受讓方，高砂制作所（TAKASACO Machinery Works， TMW）是MHI的設(shè)計和制造大型旋轉(zhuǎn)機械的主要工廠，其主導(dǎo)產(chǎn)品是核電和火電主汽輪機，燃?xì)廨啓C，水輪機，風(fēng)機與壓縮機，泵及冷凍設(shè)備。從西屋公司引進的93型，93A型和100型主泵的國產(chǎn)化和研究改進工作都在該工廠實行。1979年國產(chǎn)化，93A型泵用于九州電力（株）的玄海1號560MW核電機組。1987年國產(chǎn)化的100D型泵用于北海道電力（株）泊1號580MW核電機組。
, c7 p/ c7 i3 q1 q7 g       比利時的主泵技術(shù)受讓方ACEC也是一家電機制造商，從美國聯(lián)合離心泵公司（United Centrifugal Pumps，UCP）引進了API 610標(biāo)準(zhǔn)的石化工業(yè)泵系統(tǒng)。并升級轉(zhuǎn)化為用于PWR的核2、3級泵。1970年代引進西屋公司主泵技術(shù)后，為400MW等級機組提供主泵，隨后發(fā)展為本國1000MW級核電機組提供93D型和100D型主泵。( E& w0 l! z+ X- ~% C# X
      西屋公司EMD和其它主泵技術(shù)受讓方公司至少為全球一半以上的PWR核電站提供了這種三軸承結(jié)構(gòu)的美式風(fēng)格主泵。應(yīng)該說明的是，同一時期中，美國著名的泵制造公司，比如拜化-杰克遜公司（Byron-Jackson，BJ），賓漢-威里梅特公司（Bingham—willamette limited，BW）研發(fā)的主泵，只能按三軸承結(jié)構(gòu)的設(shè)計柜架生產(chǎn)，才能納入西屋公司主泵供貨商的名單地。他們更多的是向美國沸水堆（BWR）核電站的總包商GE公司提供BWR用的主泵。兩種主泵的驅(qū)動電機大多數(shù)是選擇GE的產(chǎn)品。
: \; E9 o" c( l0 @5 s( j       美國另外一家核電站NSSS的總包商，燃燒工程公司（Combustion Engineering，CE）在美國建立了與KSB  AG合資的泵公司CE-KSB，全面引進KSB AB的包括主泵在內(nèi)的核泵技術(shù)，為自己的核島系統(tǒng)配套主泵。

2.2 四軸承軸系的歐式風(fēng)格主泵

歐洲有實力很強的集團公司設(shè)計常規(guī)火電站，并制造成套主要設(shè)備。在核電發(fā)展初期，他們很快地介入了核電市場，比如西門子（Siemens），ABB和KWU，主泵是從著名的泵制造商如KSB AG，Sulzer 等公司采購。主泵與不同集團的電機產(chǎn)品匹配時有不同的技術(shù)接口，泵與電機采用撓性聯(lián)軸器聯(lián)接，高參數(shù)的雙向作用推力軸承部件布置在泵的上部，是泵能與不同支承剛度和不同轉(zhuǎn)子動力為電動機匹配的最好的選擇。這樣便形成了四軸承軸系的歐式風(fēng)格主泵(圖2)。在泵上增加一道與主推力軸承一體化的油潤滑導(dǎo)軸承，加上撓性聯(lián)軸器，除了使泵和電機軸的對中便利以外，機組的抗震設(shè)計和波動分析較容易分析和處理。

      德國KSB AG 和瑞士Sulzer兩家是采用風(fēng)格相類似技術(shù)，自主研發(fā)主泵的泵、閥制造公司，都起步于軸封式主泵。1966年KSB AG為德國第一臺商用試驗堆，KWU的奧布里海姆(Obrigheim)  350MW PWR核電機組提供了首次研發(fā)的RER 700型主泵，技術(shù)參數(shù)如下：
% F; c- A' I: W0 I" Y流量 Q = 14,450 m3/h
0 `# x- E3 i1 {( a) g# H揚程 H = 72 m6 K4 ]8 z% U% J* `# b. F8 k4 S4 ~  V1 I
轉(zhuǎn)速 n = 1485 rpm3 V- }3 ^( N: k
電機功率 Nm = 4200KW
; A: I( v1 F( G7 _       Sulzer 起步稍遲一些，1968年 Sulzer Pumps 為荷蘭的波舍爾（Borssele）核電站 450MW的PWR機組生產(chǎn)了其首次研發(fā)的NPTVr 72-84型主泵。為了配合發(fā)展歐洲自己的，有球型安全殼的EPR設(shè)計，1971年Sulzer AG 和 KSB AG雙方投資在德國KSB AG總部法蘭肯塔爾（Frankenthal）建立了生產(chǎn)核級泵的合資企業(yè)Sulzer – KSB核電公司（SKK）。1974年Sulzer AG 出讓了SKK的股權(quán)，SKK合并入了KSB AG。此后為Siemens – KWU和西屋公司的PWR核電站 KSB AG 生產(chǎn)了超過100臺的主泵。3 {3 y6 w* W6 a; O# W& X7 ?/ I& F
      泵制造廠商為西屋公司生產(chǎn)三軸承軸系的主泵時，盡管電機的供應(yīng)商都是名牌電機廠，比如Siemens、ABB和GE等，在解決電機與泵對中的問題上，比西屋的EMD有更多的問題需要解決。為此，KSB AG為主泵研發(fā)了具有特殊球頂結(jié)構(gòu)的，端面齒（Hirth型）半剛性聯(lián)軸器，很好地解決了這一問題。這也是GE 與 KSB AG 在美國建立合資企業(yè)的原因之一。
/ Y* ?. S7 T7 |) T2 F; R9 `- ?  x英國政府在壓水堆（PWR）、沸水堆（BWR）和氣冷堆（GCR）之間的徘徊中，選擇了氣冷堆。由于二氧化碳（CO2）作載熱劑上的技術(shù)限制，GCR核電機組的最大功率只能達到英國中央發(fā)電局（CEGB）規(guī)定的常規(guī)火電機組的標(biāo)準(zhǔn)功率660MW。盡管有開發(fā)以氦氣（He）作為載熱劑的高溫氣冷堆（HTGCR）的發(fā)展規(guī)劃，在1980年代末，CEGB還是選擇了壓水堆（PWR）作為1000MW級核電機組的堆型。7 @/ q4 z* Q. d3 g0 A3 ?  D
      海沃特-泰勒（Hayward—Tyler & Co.,Ltd，HT）是美國最早開發(fā)PWR和BWR主泵的廠商。有趣的是，它的第一個核電主泵合同是出口合同，為意大利的科索（Caorso）核電站安裝的，美國GE公司的840MW的BWR提供可變轉(zhuǎn)速的軸封式主泵，來驅(qū)動堆內(nèi)的噴射循環(huán)泵系統(tǒng)。
+ a7 N- g" ]9 m6 x       反應(yīng)堆主泵是包括反應(yīng)堆在內(nèi)的NSSS系統(tǒng)中不可分割的一部分。作為NSSS核設(shè)備制造的總包商，西屋公司選用EMD的主泵，法馬通公司選用日蒙公司的主泵是理所當(dāng)然的。在著名的泵制造廠商逐漸淡出核電主泵市場的趨勢下，KSB AG的主泵卻一直在核設(shè)備市場上占有一席之地。主要的原因在于，這種歐式風(fēng)格主泵在技術(shù)上，在運行可靠性上有顯著的優(yōu)點。國內(nèi)進口的主泵運行實踐表明，KSB的主泵除了有高效率的水力特性外，盡管固有推力軸承原固泵機組高度比三軸承軸系主泵要高出約0.7m左右，但是在電機聯(lián)軸器卻估測得的旋轉(zhuǎn)軸的振動值（雙振幅），要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美式風(fēng)格的直聯(lián)泵，這已是一個不爭的事實。以Cr-Ni 鋼整體鍛造，用CNC機床加工，得出的閉式的混流泵葉輪來替代傳統(tǒng)的鑄造的主泵葉輪，是KSB AG在主泵上，把專業(yè)技術(shù)發(fā)揮到極致的一個典范。（未完，下期連載）

結(jié)構(gòu)類型	Z	QL (m3/h)	NR (KW)	NE (KW)	N Th (KW)	QK (m3/h)
流體動壓式機械密封	2～3	0．001（1）	13.5	～1	8	3～5
流體靜壓式間隙密封	1～2	0．3～1.0	3	1～4	14～46	>QL
浮環(huán)密封	8	10～25 (2)	5～10	460～1000	460～1150	≈QL

比較內(nèi)容	美國風(fēng)格（WH為代表）	歐洲風(fēng)格（KSB為代表）
產(chǎn)品生產(chǎn)體系	同時生產(chǎn)泵和電動機，向用戶提供主泵機組	只生產(chǎn)主泵，電動機外購配套
泵機組結(jié)構(gòu)	電機與泵由剛性聯(lián)軸器聯(lián)接，主推力軸承布置在電機頂部，軸系中有三個徑向軸承	電機與泵由撓性聯(lián)軸器聯(lián)接，主推力軸承布置在泵上端部，軸系中有四個徑向軸承
泵殼材料	低碳不銹鋼整體鑄件	低合金鋼整體鍛件，內(nèi)表面堆焊不銹鋼
軸密封系統(tǒng)	3道密封，No.1密封為靜壓密封，No.2密封為動壓密封，No.3為安全密封，每道密封可承受系統(tǒng)全壓力。	3道流體動壓密封，每道密封可承受系統(tǒng)全壓力。級間有級壓力分配器。
推力軸承部件	雙向可傾瓦式設(shè)計、有高壓油頂升裝置，浸油式潤滑。有外置管殼式冷油器，在鐃板泵作用下保持油循環(huán)。	雙向可傾瓦設(shè)計，有高壓油頂升裝置，浸油式潤滑，一體化內(nèi)置冷油器，有鐃板泵與輔助葉輪保持油循環(huán)。設(shè)有安全排油箱
高壓冷卻器	內(nèi)置式一體化設(shè)計，是熱屏組件的一部分，起隔熱作用。注入水中斷時，保證進入軸密封的水的溫度在允許的范圍之內(nèi)。	外置式管殼型設(shè)計，由泵軸上的迷宮泵葉輪驅(qū)動在泵內(nèi)循環(huán)。注入水中斷時，保證進入軸密封的水溫在允許的范圍之內(nèi)。

制造廠商	(美)WH	(日)MHI	（美）BW	（德）KSB
泵型號	100D	100A	28x32x40 RDV	RER 750
流量Q（m3/h）	23,500	25,800	23,520	23,870
揚程H (m)	95	88	120	98
轉(zhuǎn)速n (rpm)	1490	1190	1190	1480
效率r (%)	84	>85	87	87(84)

模型泵	100D	100A	M728
流量Q（l/s）	306	274	216
揚程H (m)	10	8	8
轉(zhuǎn)速n (rpm)	1200	1200	1490
葉輪外徑（Dza mm）	357.4	331.7	288
模型縮比 λ	1/2.35	1/2.54	1/2.75
效率n D (%)	75	78.2	80.65
效率n BEP (%)	75	79.5	80.65

人妻暴雨中被强制侵犯在线,亚洲国产欧美日韩精品一区二区三区,四虎影免看黄,国产无人区二卡三卡四卡不见星空

機械社區(qū)