三、反应堆冷却剂循环泵

      1.结构

      反应堆冷却剂循环泵（简称核主泵）是核电站重要设备，被喻为反应堆冷却系统的心脏。从反应堆压力容器出口的高温高压水，把热量在蒸汽发生器内通过热交换传给二回路的水和蒸汽，经过核主泵再打进压力容器，周而复始。这个高压回路被称作核电站一回路，也叫主回路。在核岛一回路系统中，核主泵是唯一的旋转设备。每条环路有一台核主泵，用于驱动冷却剂在反应堆冷却剂系统内循环流动，连续不断地把堆芯中产生的热量传递给蒸汽发生器二回路。反应堆冷却剂循环过程是在封闭的回路中进行的。核主泵由电动机驱动，为了防止已经切断电源的泵倒转，每台电机内设有防逆转装置。核主泵的可靠性直接影响到核反应堆的安全运行。按美国机械工程学会（简称ASME）的安全等级分类标准，核主泵属于核安全I级，质保Ql级，抗震I类。

      AP1000核主泵是主回路中唯一能动部件，为屏蔽电机泵，由美国电气机械公司（简称美国EMD）提供。该泵由水力部件和电机部件两部分组成。水力部件主要是由泵壳、叶轮和导叶等零部件组成的混流式泵，泵和电机之间由热屏隔离堆芯冷却剂的高温，见图3。

      电机是一种专门设计的单绕组、四极、三相、屏蔽套式感应电机，采用60Hz电源，由变频器启动和运行；电机主要部件包括：水润滑轴承、屏蔽套、飞轮、定子绕组及冷却装置。与以往采用的轴封式主泵不同，在它的轴上带有一个转动惯量很大的飞轮。屏蔽泵电机壳体及用镍基合金材料屏蔽的转子和定子均是一回路介质的压力边界。为避免一回路带有放射性水的外泄，对零部件的加工焊接和装配以及石墨润滑轴承、陶瓷密封端子要求极高，而且必须在1：1的试验回路上进行试验，在各种性能都能满足AP1000核电站要求后，才能正式投入产品的生产。

      AP1000核主泵设计压力17.1MPa，设计温度343℃，总高6.69m，总质量83.68t，泵设计流量17886m3/h，压头111.3m，转速1800r/min。

      2.国产化情况

      AP1000的核主泵是屏蔽泵，是美国EMD独自开发用于AP1000的主泵。与以往的轴封式主泵相比，其加工精度高、配件均是非商品级的，国产化难度较大。由于AP1000核主泵还没有原型，国内厂家更是缺乏相关技术和制造经验，需要等美国EMD完成制造并经鉴定合格后才能转让技术和培训，国内制造厂家尚需要进行相应的技术改造，国内主泵技术受让单位为沈鼓与哈电，国产化目标为在第四台核电机组上至少有2台国产屏蔽泵参与机组运行。

      2008年3月，沈鼓、哈电分别与美国EMD签订了2台国产核主泵分包制造合同，这是AP1000屏蔽主泵逐步实现国产化的重要里程碑，标志着AP1000屏蔽主泵国产化已进入了实施阶段。2008年，沈鼓、哈电最终通过了ASME授权检验机构进行的ASME N及NPT认证。哈电、沈鼓在美国EMD的指导下，已开始部分设备的采购，并确保所采购的“缺口”设备在性能上满足AP1000核主泵生产的要求。目前，哈电AP1000核主泵电机制造厂房已基本建成，沈鼓的核主泵厂房也已进行施工，计划2011年1月投入使用。2010年6月，一重与沈鼓等单位已经开始了AP1000主泵泵壳合作研制相关工作。