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1、主泵是什么?
题主提问的“主泵”,是反应堆主设备之一,简单说其作用是驱动反应堆内部的介质循环,将燃料产生的热量传递给二次侧,类似于空调的压缩机。其余主设备还有压力容器、蒸汽发生器、堆内构件等等。题主单问主泵,我揣测是有原因的,因为主泵是反应堆唯一转动设备,也是设计难度最大、周期最长的,只有底蕴深厚的水泵企业才有条件设计主泵,并且要经过长期艰苦的工作。而像压力容器等,其难度在于大尺寸锻件生产,至于设计工作,任何有资质的设计院都可以胜任。
2、主泵的各个流派及历史渊源。
目前国内的核电技术路线繁多:有法国的M310及广核衍生的CPR、ACPR系列,美国的AP及国核衍生的CAP系列,中核的CNP、ACP系列,中核、广核的华龙一号,法国的EPR,俄罗斯的VVER,加拿大的CANDU,看起来是不是非常气(hun)派(luan)? 技术路线这么多,主泵技术当然也多,说不好就是一笔糊涂账,咱们只说国内乃至世界的主流技术——压水堆吧,我尽力。
出现:上世纪50到60年代初,商用核电站诞生,主泵采用屏蔽泵(canned-motor pump)的形式,顾名思义是把主泵像罐头一样封装起来(使用屏蔽套),理论上不会泄露,但泄露起来很难控制,此技术沿袭于核潜艇反应堆。代表公司有美国的西屋公司(Westinghouse)、拜尔杰克逊公司(Byron Jackson)。
发展1:上世纪60年代,还是西屋公司,搞出了63型轴封泵,把罐头打开了,在罐头口(泵轴端)增加了三道可控的动密封,理论上存在少量泄露风险,但是可控。这个技术资格相当老,是国内目前M310、CPR、EPR乃至华龙一号的源头,这是后话。63型又发展出了70、93、93A、93D、100。
下图为三道轴密封的示意图。
发展2:上世纪90年代,美国西屋公司开发出AP600,后续又在AP600基础上开发出大名鼎鼎的AP1000,其主泵采用EMD生产的屏蔽泵,把罐头盖又合上了。AP1000的首堆在中国三门,其采用的屏蔽泵是世界上最大的,首台主泵困难重重,最终于2015年12月发货。山东国核示