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[摘 要]为了进一步说明第三代核电屏蔽主泵电机技术引进及消化吸收的成果，通过对三代核电屏蔽电动泵在大型压水堆反应堆一回路设备的重要性的阐述，介绍了主泵电机在设计开发和制造过程中使用的部分国际领先的关键技术，以及对这些关键技术难点的攻克，说明了通过三代核电屏蔽主泵电机技术的引进及消化吸收，使我国屏蔽主泵电机的设计和制造水平与国际接轨，并通过具有自主知识产权的主泵电机的设计成功，证实了三代核电新技术在我国核电产业中的应用。
[关键词]第三代核主泵 屏蔽电机 关键技术 消化吸收
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0239-01
随着全球经济的蓬勃发展，能源的可持续发展问题日渐突出。作为世界能源的重要组成部分，核电以其清洁、高效、安全的优势，被越来越多的国家所重视。我国人均能源资源占有率较低，且分布不均匀，因此，大力发展核能，对于改善我国能源供应结构，降低环境污染，保障国家能源安全和经济安全具有重要意义。
屏蔽电动泵是大型先进压水堆反应堆一回路系统的重要核一级设备，是反应堆压力边界内的唯一能动设备，是非能动型反应堆的关键主设备。三代核电屏蔽主泵技术的引进及消化吸收代表着三代核电技术在我国的应用，为我国的核电技术的发展注入了新鲜的血液。
1 三代核电主泵电机技术特点
由于三代核电屏蔽电动泵设计、制造、试验技术为泵类产品中的顶尖技术，其开发研制涉及水力设计研究、高温高压容器安全分析、应力计算、转子动态特性分析、轴承、电机、仪表、辅助系统配套、材料、工艺等多项基础研究，设计制造难度大。三代核电屏蔽主泵的电机部分技术尤为复杂，制造方面加工的精度要求更为严格，因此根据引进的技术要求通过自主开发研制，掌握上述非技术转让的关键技术，并将其应用在我国核电技术产业的设计中，是我们面前的艰巨任务。
消化吸收美国公司有关机械、水力、热工、电气等方面先进的技术，掌握其设计理念、方法和设计软件的应用，最终掌握三代核电屏蔽电动泵的设计及制造技术，使其应用在我国的三代核电技术产业中，使我国主泵的技术水平进入国际核电技术领域。
2 屏蔽主泵技术先进性介绍
与国内制造的屏蔽主泵不同，三代核电主泵电机在设计和制造过程中应用了很多国际领先技术理念。用块状陶瓷代替传统的定子槽楔、用陶瓷、铜棒、柯伐合金通过钎焊制造的引出线代替传统的引出线端子，用水润滑轴承代替传统的油润滑轴承，并采用了国内电机制造中不曾采用过的200级绝缘等。
陶瓷材料具有耐高温、绝缘、导热、非导磁及高的抗压强度，采用它制造的槽楔同样具有陶瓷材料的相应特性。该陶瓷槽楔通过小块结构叠压安装在屏蔽电机槽口，形成一个连续的支撑面，满足了对电机屏蔽套的支撑。陶瓷槽楔，即保证了槽楔对屏蔽套的支撑强度，又消除旋转磁场带来的损耗，同时陶瓷又是一种耐高温、导热性较好的绝缘材料，有效地解决了屏蔽电机定子开口槽对屏蔽套的支撑问题。用陶瓷槽楔代替传统的定子槽楔，在国内屏蔽电机的设计制造中是前所未有的技术空白。由于主泵电机结构的限制和在服役期间主泵电机定子绕组腔需要多次抽真空，电机引出线是其不能经常拆卸的零件之一，故对其密封性提出了高的可靠性和免维护要求，并且其寿命要求为60年，在通常的机械密封（静密封）中，很难保证该寿命。主泵电机在设计中通过采用陶瓷引出线钎焊的方式进行密封，保证了密封的可靠性和耐久性。
60年寿命水润滑轴承为石墨材料，轴承材料的耐磨能力、抗冲击能力、水膜的形成能力、摩擦副的静摩擦力寿命分析是轴承设计的难点。
200级绝缘技术是美国专利技术，也是目前国际上最先进的该类电机生产技术，绝缘等级为200级，国内唯一生产制造过该类核电主泵电机的生产厂家，所生产产品的绝缘等级为F级，与三代核电主泵产品相比具有相当大的差距。
3 屏蔽主泵设计的关键技术
屏蔽电动泵是核电站核岛极其关键的设备，被比喻为反应堆的心脏。国内目前已建造的11个机组以及第三代核电站的主泵均为进口，因此主泵为核电国产化卡脖子设备之一，要发展中国的核电，特别是要实现核主泵的国产化和自主化，开展主泵类自主设计屏蔽泵关键性技术的研究，解决主泵设计、检验、试验等关键性难题，通过三代核电主泵技术的引进、消化和吸收，并通过课题研究进行实践，掌握关键技术，完成设计分析计算、材料采购、攻克制造工艺，积累经验，通过台架试验，取得第一手试验数据，积累宝贵的数据经验、创造条件，实现国家第三代核电站跨越式发展。
三代核电主泵的设计结构型式为：单级、单吸、无轴封、高转动惯量、离心式屏蔽电动泵。
屏蔽电动泵自主化设计是依托我国的第三代非能动先进压水堆核电站项目开展的，并结合我国电网的实际情况，将主泵的频率设计为50 Hz 。
核主泵是反应堆系统一回路中的关键设备，该屏蔽电动泵制造技术主要包括两部分即泵和屏蔽电动机，其技术难度主要集中在屏蔽電动机上。通过开展屏蔽电动泵自主设计及制造技术攻关，完成屏蔽泵和屏蔽电动机产品的研制，实现具有自主知识产权的大型先进压水堆核电站屏蔽电动泵的设计制造。
4 结论
通过与外方合作制造，消化吸收引进技术，并通过立项研究掌握关键技术，掌握三代核电屏蔽电动泵制造技术。通过上述科研项目，验算国家引进屏蔽电动泵的设计、工艺、标准、材料、测试等技术，实现该项技术全部国产化，并将三代核主泵电机的先进技术应用到具有自主知识产权的核主泵设计中。真正达到和实现国家引进美国公司三代核电技术的目标。
三代核电关键技术立项的研究成功和技术掌握，将填补国内空白，使我国核电技术走上自主发展的新路，成为核电技术强国。
参考文献：
[1] 杨晸.我国核动力装置屏蔽电机用新技术[J].电气技术，2006，4：59-61.
[2] 王永峰，杜广波，李浩.AP1000核电关键设备的制造特点及国产化[J].能源技术，2010，31（1）：28-33.
[3] EPRI.Advanced Light Water Reactor，Utility Requirement Document， Volume Ⅰ，Palo Alto， CA，1990，（EPRI publication）.
[4] IAEA.Objectives for the Development of Advanced Nuclear Plant，IAEA-TECDOC-682.Vienna.1993.
[5] DOE Nuclear Energy Research Advisory Committee and Generation Ⅳ Int’1 Forum.A Technology Roadmap for Generation Ⅳ Nuclear Energy Systems，GIF002-00，12/2002.
[6] Cummins W E，et al.Schulz. Westinghouse AP1000 Adanced Passive Plant.Symposium.Paper 3325，ICAPP’03，Cordoba，Spain，May4-7，2003.
[关键词]第三代核主泵 屏蔽电机 关键技术 消化吸收
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0239-01
随着全球经济的蓬勃发展，能源的可持续发展问题日渐突出。作为世界能源的重要组成部分，核电以其清洁、高效、安全的优势，被越来越多的国家所重视。我国人均能源资源占有率较低，且分布不均匀，因此，大力发展核能，对于改善我国能源供应结构，降低环境污染，保障国家能源安全和经济安全具有重要意义。
屏蔽电动泵是大型先进压水堆反应堆一回路系统的重要核一级设备，是反应堆压力边界内的唯一能动设备，是非能动型反应堆的关键主设备。三代核电屏蔽主泵技术的引进及消化吸收代表着三代核电技术在我国的应用，为我国的核电技术的发展注入了新鲜的血液。
1 三代核电主泵电机技术特点
由于三代核电屏蔽电动泵设计、制造、试验技术为泵类产品中的顶尖技术，其开发研制涉及水力设计研究、高温高压容器安全分析、应力计算、转子动态特性分析、轴承、电机、仪表、辅助系统配套、材料、工艺等多项基础研究，设计制造难度大。三代核电屏蔽主泵的电机部分技术尤为复杂，制造方面加工的精度要求更为严格，因此根据引进的技术要求通过自主开发研制，掌握上述非技术转让的关键技术，并将其应用在我国核电技术产业的设计中，是我们面前的艰巨任务。
消化吸收美国公司有关机械、水力、热工、电气等方面先进的技术，掌握其设计理念、方法和设计软件的应用，最终掌握三代核电屏蔽电动泵的设计及制造技术，使其应用在我国的三代核电技术产业中，使我国主泵的技术水平进入国际核电技术领域。
2 屏蔽主泵技术先进性介绍
与国内制造的屏蔽主泵不同，三代核电主泵电机在设计和制造过程中应用了很多国际领先技术理念。用块状陶瓷代替传统的定子槽楔、用陶瓷、铜棒、柯伐合金通过钎焊制造的引出线代替传统的引出线端子，用水润滑轴承代替传统的油润滑轴承，并采用了国内电机制造中不曾采用过的200级绝缘等。
陶瓷材料具有耐高温、绝缘、导热、非导磁及高的抗压强度，采用它制造的槽楔同样具有陶瓷材料的相应特性。该陶瓷槽楔通过小块结构叠压安装在屏蔽电机槽口，形成一个连续的支撑面，满足了对电机屏蔽套的支撑。陶瓷槽楔，即保证了槽楔对屏蔽套的支撑强度，又消除旋转磁场带来的损耗，同时陶瓷又是一种耐高温、导热性较好的绝缘材料，有效地解决了屏蔽电机定子开口槽对屏蔽套的支撑问题。用陶瓷槽楔代替传统的定子槽楔，在国内屏蔽电机的设计制造中是前所未有的技术空白。由于主泵电机结构的限制和在服役期间主泵电机定子绕组腔需要多次抽真空，电机引出线是其不能经常拆卸的零件之一，故对其密封性提出了高的可靠性和免维护要求，并且其寿命要求为60年，在通常的机械密封（静密封）中，很难保证该寿命。主泵电机在设计中通过采用陶瓷引出线钎焊的方式进行密封，保证了密封的可靠性和耐久性。
60年寿命水润滑轴承为石墨材料，轴承材料的耐磨能力、抗冲击能力、水膜的形成能力、摩擦副的静摩擦力寿命分析是轴承设计的难点。
200级绝缘技术是美国专利技术，也是目前国际上最先进的该类电机生产技术，绝缘等级为200级，国内唯一生产制造过该类核电主泵电机的生产厂家，所生产产品的绝缘等级为F级，与三代核电主泵产品相比具有相当大的差距。
3 屏蔽主泵设计的关键技术
屏蔽电动泵是核电站核岛极其关键的设备，被比喻为反应堆的心脏。国内目前已建造的11个机组以及第三代核电站的主泵均为进口，因此主泵为核电国产化卡脖子设备之一，要发展中国的核电，特别是要实现核主泵的国产化和自主化，开展主泵类自主设计屏蔽泵关键性技术的研究，解决主泵设计、检验、试验等关键性难题，通过三代核电主泵技术的引进、消化和吸收，并通过课题研究进行实践，掌握关键技术，完成设计分析计算、材料采购、攻克制造工艺，积累经验，通过台架试验，取得第一手试验数据，积累宝贵的数据经验、创造条件，实现国家第三代核电站跨越式发展。
三代核电主泵的设计结构型式为：单级、单吸、无轴封、高转动惯量、离心式屏蔽电动泵。
屏蔽电动泵自主化设计是依托我国的第三代非能动先进压水堆核电站项目开展的，并结合我国电网的实际情况，将主泵的频率设计为50 Hz 。
核主泵是反应堆系统一回路中的关键设备，该屏蔽电动泵制造技术主要包括两部分即泵和屏蔽电动机，其技术难度主要集中在屏蔽電动机上。通过开展屏蔽电动泵自主设计及制造技术攻关，完成屏蔽泵和屏蔽电动机产品的研制，实现具有自主知识产权的大型先进压水堆核电站屏蔽电动泵的设计制造。
4 结论
通过与外方合作制造，消化吸收引进技术，并通过立项研究掌握关键技术，掌握三代核电屏蔽电动泵制造技术。通过上述科研项目，验算国家引进屏蔽电动泵的设计、工艺、标准、材料、测试等技术，实现该项技术全部国产化，并将三代核主泵电机的先进技术应用到具有自主知识产权的核主泵设计中。真正达到和实现国家引进美国公司三代核电技术的目标。
三代核电关键技术立项的研究成功和技术掌握，将填补国内空白，使我国核电技术走上自主发展的新路，成为核电技术强国。
参考文献：
[1] 杨晸.我国核动力装置屏蔽电机用新技术[J].电气技术，2006，4：59-61.
[2] 王永峰，杜广波，李浩.AP1000核电关键设备的制造特点及国产化[J].能源技术，2010，31（1）：28-33.
[3] EPRI.Advanced Light Water Reactor，Utility Requirement Document， Volume Ⅰ，Palo Alto， CA，1990，（EPRI publication）.
[4] IAEA.Objectives for the Development of Advanced Nuclear Plant，IAEA-TECDOC-682.Vienna.1993.
[5] DOE Nuclear Energy Research Advisory Committee and Generation Ⅳ Int’1 Forum.A Technology Roadmap for Generation Ⅳ Nuclear Energy Systems，GIF002-00，12/2002.
[6] Cummins W E，et al.Schulz. Westinghouse AP1000 Adanced Passive Plant.Symposium.Paper 3325，ICAPP’03，Cordoba，Spain，May4-7，2003.