压水堆核电厂冷却剂主循环泵的技术历程和发展(Ⅰ).pdf

2009年第4期，3．器柱木

压水堆核电厂冷却剂主循环泵的
技术历程和发展(I)

黄经国

(上海凯士比泵有限公司；200245)

摘要：本文回顾了压水堆(PwR)核电厂冷却剂主循环泵(简称主泵)从无密封的屏蔽电泵到有轴封泵的发展经历，
从核安全要求达成的技术共识，以及世界知名泵厂商在自主化技术背景下各自形成的主泵的技术风格与流派。介绍了
主泵技术的改进与创新，以及采用非能动安全系统、优化及简化后的NSSS中，第三代压水堆(PWR)主泵的有关问
题。(由于篇幅关系，本文分两期刊出)

关键词：压水堆核电厂用泵冷却剂主循环泵(主泵)发展技术共识设计准则改进与创新
非能动安全系统内置泵堆内泵

1前言2主泵的发展历程和技术流派

压水堆(PWl~)核蒸汽供给系统(NSSS)中，起源于军用反应堆的屏蔽电机主泵技术，被
反应堆冷却剂主循环泵(以下简称主泵)是唯一优先移植到商用试验堆上，轴封式主泵则被研发
的转动设备，它的可靠性直接影响到反应堆的安并定型于300Mw级的商用堆。尽管主泵在发展
全运行。按美国ASME核设备的安全等级分类标的初期，多少有些知识产权上的约束限制，但是
准，主泵是属于核安全1级。美国和欧洲都经历了相同的发展阶段。1955~1965
主泵在军事和商用上问世之初，即受到高度年是屏蔽式电机泵向轴封式泵发展的重要阶段，
关注，技术性能与可靠性进步很快。进入有轴封核电机组容量为200～300MW等级，大都属于试
泵时代，在美国甚至成立了一个公用事业顾问委验性的商用堆。1965～1970年为商用堆发展的过渡
员会，帮助评论和改进轴封式泵的早期设计。有阶段，机组容量为400～650MW，轴封式主泵在此
实力的知名泵厂商，致力于自主研发主泵，竞逐期间得到了充分的发展。主泵技术的成熟期是在
核电市场。技术资源不足而急于发展核电的国家，1970—1980年，NSSS有3个环路的标准设计，单
则走全面引进核电技术的蹊径，其中包括主泵技环路功率为300～350MW，机组功率为900—1000
术。国外主泵发展的历程表明，自主开发和技术Mw。主泵功率由4000kW提高到6500kW。1980
引进这两种模式都获得了成功。在政府的推动下，年以后，开发了4环路NSSS的标准设计，机组功
核电技术自主化进程进展迅速。不同技术背景的率达到了1300～1500MW。
自主发展，形成了各自独特风格的主泵，并且长美国是领先发展核电的国家，世界上430多
期并存不悖。座核电站中，大约有1／4在美国。通用电气公司
本文回顾了主泵技术发展的历程，主泵技术(GeneralElectricCorp．，简称GE)和西屋电气公司
上的共性及各异的技术风格、特点与创新，对第(WestinghouseElectricCorp．，简称WH)分别致力
三代核电技术主泵的有关问题作了初步探讨，相于沸水堆(BwR)和压水堆(PWR)核电技术的
信这对于发展我国自主的主泵技术会有所启迪。开发。对于主泵这一重要设备，两家公司有不同
·2·小番柱采2009年第4期

的经营政策，通用公司是从著名的泵制造厂商采表1西屋公司的轴封式主泵

购，西屋公司则安排下属的以生产电机为主业的电泵名义流量Q
泵型号首台泵运行年份
气机械分部(Electro—MechanicalDivision，简称(gpm)(m)

EMD)研发主泵，为西屋公司设计的NSSS配套。6363，00014，3181967
7O70，00015，9091968
在欧洲，核电的发展基本上与美国同时起步，9390。00020，4551969
ABB、KWU等核岛设备总承包商，在主泵上选择93A100．00022，7271970
93D95，00021，5901974
了与GE相同的政策，向泵、阀的专业生产商采93Al100。00022，7271982
购。不同的产品主业和技术，不同的制造工艺和生10o106。00024。0901979
产设备，不同的技术渊源积淀，在开发有相同的核附注：1)泵的名义流量(gpm)除以1000~到的数字表不主泵型号。
安全要求的PWR主泵任务中，展现了各自的技术2)泵型号后的字母表示电源频率，A代表60Hz，D代表50Hz，
风格，形成了各异的技术流派。字母后的数字1表示第一次改进设计。
3)数字后无字母的泵型号，是西屋公司的国内用泵，均为60Hz
2．1三轴承轴系的美式风格主泵
电源。
为西平港(ShippingPort)商用试验堆提供了扬基300MW核电机组，1965年用于南加州的圣
屏蔽电机式无轴封泵后，西屋公司开发了用于单环奥诺弗来核电站的450MW机组，作了改进和完
路功率为150～170MWNSSS配套的63型轴封式善。轴密封和密封系统中的问题，大部分是在这个
主泵。该型