核电主泵电机承压部件制造

刘宇晨

摘 要：为了保证核电站之中的核电主泵在运行的时候能有良好的质量，需要制造人员能严格控制好电机的各个制造环节，尤其要保证承压部件的制造质量，并且在实际制造的时候能将承压部件的制造需要和相应的制造方案相结合，最终使承压部件有良好的质量。本文就核电主泵设备之中承压部件的制造工艺进行了分析。

关键词：核电；电机；主泵；制造

在综合制造技术快速发展的情况下，已经出现了核电泵机组并能通过核电站的运行了促进社会进一步发展，但目前的核电主泵受到制造技术影响、制造工序影响，使得主泵的制造难度比较大，尤其是对于主泵设备中的承压部件而言，在制造的时候不仅要严格执行各项标准，同时还要能科学的制造建造方案并控制好制造阶段中可能会出现突变因素。

1 核电主泵设备特点以及结构分析

1.1 核电主泵设备概述

核电主泵在核电站的整体运行中起到了极为关键的作用，一直以来核电主泵设备都被看作是核电站的核心设备，为整个核电站的正常运行提供着源源不断的动能。现代核电站的整体规格都比较高，因此对于核电类型主泵的设计要求以及建造要求都比较高，不仅需要核电主泵设备具有较大的功率，同时还需要核电主泵结构能在无人监督、看守的情况下，依旧能保持良好的运行质量、稳定的运行状态、安全的运行标准，只有满足了这些方面的要求才能真正的保证核电站的良好运行。

1.2 核电主泵设备的结构特点

在核电主泵设备的发展中这一设备的结构得到了不断完善，并且因为各个地区、各个核电站的结构特点、功能需求都有一定的不同，因此各种主泵设备的结构特点、功能特点都存在些许的不同。一部分核电站在其运行中采用了4极立式类型的异步电机，这种电泵结构中的转子部件一般为笼型结构类型，在泵体结构中的转子铜条部件和铜端环部件之间的焊接操作通常会以整体中频模式的感应焊接为主；转子铁心部件在制造的时候通常会采用工装类型的芯轴定位的外装压安装技术。核电主泵设备中各个部件的安装体现了现代制造业发展的综合实力，尤其是其中的承压部件由于其在实际的核电泵运行中承担着维持整体稳定运转的任务，因此在进行承压部件的时候要控制好制造的各个环节，最终通过高规格的设备制造技术标准来保证主泵电机设备的良好质量。

2 承压部件以及相关部件的制造要点以及制造工艺分析

2.1 承压部件制造要点分析

在核电站正常运行的阶段中，承压部件起到了对核电泵主要部件的保护功能，这对于核电站的正常运行有着极为重要的作用。核电站正常运行过程中常会出现较大的辐射或者是较高的温度、较大的环境压力，这对于承压部件来说都是较大的挑战。在过去对于核电站中各种设备以及机组的检验之中发现，在核电站的各种故障以及一些安全事故之中，是由于承压部件的质量所导致占了其中不小的一部分，因此在进行核电主泵的设计以及制造的时候要能科学的进行整体设计以及材料选择，最大程度上保证电机部件的安全。在实际的承压部件制造的时候，首先要能根据核电站具体的运行要求、主泵内部的结构特点进行合理的制造安装。其次，和一般的机械设备相比，核电主泵设备的外部承压部件往往有更高的制造规格标准，需要技术人员在安装的时候严格控制好各环节的制造规格，尤其要注意焊接步骤的施工操作，因为焊接操作环节的质量直接决定了主泵整体的质量。最后在完成承压部件的制之后需要技术人员能进行详细的检查，从整体到细节全面把关，保证承压部件有良好质量，为核电站顺利运行打下基础。

2.2 转子制造工艺

转轴“滑转子”处与一般立式电机不同，不是采用常见的热套形式，而是要求从转轴本体上“挖”出来，并且该处的形位公差要求极高。转轴两端轴颈都有键槽，尤其是与飞轮配合的非轴伸端三键槽的加工，其分度误差要求很高。为此，转轴的加工是核电主泵电机制造过程中的难点之一。

核电主泵电机转轴与普通异步电动机的轴焊肋不同，该转轴8根肋须在轴本体上加工出来。转轴“滑转子”处与一般立式电机不同，不是采用常见的热套形式，而是要求从转轴本体上“挖”出来，并且该处的形位公差要求极高。转轴两端轴颈都有键槽，尤其是与飞轮配合的非轴伸端三键槽的加工，其分度误差要求很高。为此，转轴的加工是核电主泵电机制造过程中的难点之一。

其次是转轴的车序，选择在5m数控卧车上进行。该序的尺寸很多且形位公差要求很高，最大的难点在“滑转子”处的加工。需和刀具设计人员一起对专门提制的刀具进行修正，从而解决成型刀加工时发颤的问题，并且通过评审后确定了该处最后的加工方案。后续转轴加工的成功证明了该“滑转子”加工方案的可行性。

2.3 冲片制造工艺

核电主泵电机冲片采用ALKOPHOS绝缘系统，即水溶性绝缘体系。这是一项全新的技术，与东方电机公司长期使用的有机漆相比主要有如下优点：首先，稀释剂用水，而有机漆用甲苯等有机溶剂，所以粘度比有机漆容易控制，而且气味小，不需特殊的废气处理装置，环保性好；其次，涂层较薄，有机漆涂层厚度为0.015～0.025mm，而水溶性漆一般都在0.01mm以内，这样提高了铁心的叠装系数；最后，无机、半无机涂层薄并且坚韧，所以在长期运行下，不收缩，不松动，铁心紧量不会减小。水溶性漆冲片刷漆生产线的研制成功，不仅掌握了冲片涂刷水溶性漆的绝缘技术，摆脱了依赖进口的局面，同时该项目也是东方电机在国内同行业率先研制成功并运用于生产的，对提高公司的核心竞争力意义重大。

2.4 转子铁心装配工艺及改进

核电主泵电机转子铁心采用外装压工艺，装压胎为组合工装。转子冲片靠铁心装压胎的心轴定位，在油压机上压紧后用螺母把紧上、下压胎。装压过程分三次预压和一次装压。岭澳Ⅱ期项目6台份中的头3台份为法方提供转子冲片、通风槽板和齿压板，在严格按照工艺守则装压后铁心全部合格。但后3台份的转子铁心冲片、通风槽板和齿压板国产化后，即出现转子铁心压不紧的现象。通过对铁心各尺寸测量后的比较、提制辅助工装重新进行装压和召开专题分析会后，得出了转子齿压板存在尺寸误差的结论。

结束语

核電站在能源供应方面有着其他各种能源技术所无法比拟的优势，通过核电站的使用能在短时间内发出稳定、高质量的能源，这对于能源短缺的现代社会而言无疑是一种强大的助力。但在目前的核电站发展中，由于制造技术以及生产技术的影响，使得核电主泵在制造方面还存在一定的难度，尤其是其中的承压部件，需要制造人员在开展承压部件制造的时候能严格遵守各项制造要求，并能将高超的制造技术和实际需要相结合，保证承压部件坚实的质量，从而促进社会发展。

参考文献

[1]宫晓清，孟祥铠，李纪云，彭旭东.核主泵用流体动压型机械密封温度场的数值研究[J].流体机械，2015（07）.

[2]黄经国.压水堆核电厂冷却剂主循环泵的技术历程和发展（Ⅱ）[J].水泵技术，2009（05）.

[3]王本振，王庆舟，徐洋洋.压水堆核电站用轴封泵与屏蔽泵性能分析[A].中国核科学技术进展报告（第三卷）--中国核学会2013年学术年会论文集第10册（核情报分卷、核技术经济与管理现代化分卷）[C].2013.endprint