AP1000屏蔽电机主泵关键部件质量控制

孙学森

摘 要：近年来，国家科学技术水平呈上升趋势发展，不仅为各行业领域的发展提供了有利条件，还间接的改善着人们的生活，促进着国家经济可持续发展。电机制造领域在国家的发展中扮演着非常重要的角色，也是国家生产与建设工作顺利开展的基础。在近几年的发展中，很多电机制造团队不断加强对AP1000屏蔽电机研究的重视，并对其中涉及到的关键部件进行了全面的分析与研究，以此来提高屏蔽电机整体的质量。本篇文章就AP1000屏蔽电机主泵关键部件质量控制方面的内容进行简单的论述，希望能对相关人士的研究工作有所帮助。

关键词：屏蔽电机；主泵；关键部件；质量

主泵关键部件的质量控制工作是AP1000屏蔽电机制造过程中最重要的部分，也是影响屏蔽电机后期使用效果的关键因素。由于近年来，很多新型的科学技术手段涌入社会的发展中，所以相关制造团队为了提高AP1000屏蔽电机整体的质量和使用效果，不仅在控制关键部件质量的同时，深入的研究关键部件的性能和设计理念，同时还将一些先进的技术手段应用到了屏蔽电机的制造与质量控制工作中。但目前AP1000屏蔽电机主泵关键部件的质量控制工作在实际开展的过程中，还是会由于一些因素的影响而出现问题，所以需要相关科研部门能够提高对关键部件质量控制工作的重视。

1 AP1000屏蔽电机主泵概述

AP1000反应堆冷却剂泵（简称主泵）是美国柯蒂斯怀特流体控制公司所属的EMD工厂依据前期军堆的使用经验和三代核电技术要求，专门为1000MW核电机组设计的屏蔽电机主泵。AP1000反应堆系统设计为两个回路，每个回路的蒸汽发生器底部各悬挂两台主泵。主泵电机内腔室、泵腔室及一回路连通，电机壳体与泵壳共同组成主泵的压力边界，如图1所示。

为实现屏蔽主泵的无泄漏、高转动惯量、免维修性等先进设计理念和功能，必须对主泵结构、材料等进行优化设计。如，为防止冷却剂与定转子铁芯接触受到侵蚀，定子内壁和转子外圆分别焊接一个薄壁屏蔽套；为获得高的转动惯量，在有限的腔室空间内设置两个乌金飞轮；为在没有顶轴和止逆装置的冷却剂中支撑主泵转子，设置了带有预紧力的推力轴承。上述几种部件对保持屏蔽电机主泵的先进性和安全性发挥着至关重要的作用。

AP1000首堆主泵在制造过程中出现了一系列质量问题，其中屏蔽套、飞輪、轴承等主要部件质量问题较多，是监造质量控制的重点。本文结合前期项目的典型质量案例对问题的成因进行了分析，并从技术和管理的角度提出应关注的质量控制要点。

2 AP1000屏蔽电机主泵关键部件质量控制要点

2.1 轴承的质量控制要点

轴承是AP1000屏蔽电机主泵中最基础的关键部件之一，也是保证屏蔽电机质量和正常运行的关键。所以注重轴承的质量控制内容，对AP1000屏蔽电机研究工作的开展有着重要的影响。其主要质量控制要点体现在以下几个方面：第一，因为屏蔽电机的轴承是以组件形式体现出来的，而且轴承组件中涉及到的零部件数量比较多，零部件的种类也比较复杂。所以相关工作团队不仅要对轴承组件中的零部件进行全面的了解和掌握，同时还要确保零部件的精准度。另外在安装轴承组件的过程中，相关工作人员还需要对各零部件的尺寸、材质和型号等内容进行严格的检查，对存在问题的零部件进行及时的处理，这样才能在做大程度上保证轴承的质量。第二，相关工作团队在组建屏蔽电机轴承的过程中，还要对轴套表面的等离子硬质合金厚度进行有效的控制。根据相关数据显示，合金厚度控制在0.25mm到0.76mm之间是最理想的状态，因为这种范围的厚度能够在最大程度上降低对轴套便面强度的影响，所以需要相关工作团队注重对硬质合金厚度的控制。第三，在进行轴承涂层的过程中，相关工作团队还需要提高对涂层粘连性强度的重视。因为轴承涂层很容易受到污染物质的影响而在后期运作过程中出现涂层开裂或表皮脱落等情况。所以在进行涂粉的过程中，相关工作人员需要对涂粉材料的质量、涂粉方式和涂粉工艺进行合理的完善与改进，以此来提高轴承涂层整体的质量。

2.2 飞轮的质量控制要点

飞轮在屏蔽电机的主泵中起着转动惯量支持的作用，是确保屏蔽电机平稳运作的关键因素。飞轮的质量控制要点体现在以下几个方面：第一，卡环是飞轮中的重要构建，在加工卡环的过程中，相关工作人员需要对冷却剂的使用加以控制，同时还要对污染物的防治工作提高重视，以此来保证卡环的质量。第二，利用高强度的马氏体不锈钢卡环的预紧力来实现对钨合金块的约束。对加工精度、加热温度、套装时间的控制是关键，一定要做好先决条件的检查、工艺文件的验证和过程质量控制的旁站监督工作。第三，飞轮最终封装前要进行超速试验，外侧使用不锈钢材料进行封装，进行氦检漏，内部最终要充氮气，提高抗应力腐蚀能力。

2.3 屏蔽套的质量控制要点

为保证屏蔽套最终直径尺寸控制在公差范围内，从下料开始，严格监督按照屏蔽套周长采用精密裁剪的方式剪切为两块钢板坯料，过程必须旁站监督与坯料尺寸复验。通过精密卷筒和精密焊接方法将两块坯料加工为成型的屏蔽套后，监造人员应监督工序检查员用π尺对两端直径进行尺寸检查，严格将直径公差要求控制在0.076mm左右，这是屏蔽套制造的关键技术之一。如屏蔽套尺寸过小，系统卸压时，尤其是快速卸压时，屏蔽套容易出现鼓包。同理，如果转子屏蔽套尺寸过大，将导致与转子铁芯预紧力不足；如果尺过小，将导致屏蔽套装配困难。定子屏蔽套与定子铁芯内径为间隙配合，此间隙很小且由于屏蔽套的长、薄等技术配难点，故将屏蔽套导入定户铁芯操作前，监造人员应要求制造厂制定操作规程并严格监价其按批准的规程进行操作，以防定子铁芯及陶瓷片和屏蔽套之间的摩擦对屏蔽套造成损伤甚至屏蔽套的报废。

3 结束语

就目前AP1000屏蔽电机的研究状况来看，虽然相关科研团队已经能对主泵关键部件的设计原理和运作方式方面的内容有所了解与掌握，同时还能将一些先进的科技手段应用到主泵关键部件的制造与生产中，以此来确保关键部件的质量。但是仍然有部分电机制造团队在实际制造屏蔽电机的过程中，不能对主泵关键部件的质量进行有效的控制。另外一些制造团队还会相应的忽略质量控制过程中存在的问题和不足之处，从而降低了关键部件的质量，影响了AP1000屏蔽电机的运作效果。所以在未来的发展中，电机制造领域需要提高对关键部件质量控制工作的重视，同时还要及时处理质量控制工作中存在的问题，以此来保证电机后期的使用效果。

参考文献

[1]冯颖慧.AP1000屏蔽电机主泵屏蔽套力学分析[D].上海交通大学，2011.

[2]师名林.大型屏蔽电机主泵立式浸液转子系统动力学特性研究[D].上海交通大学，2013.

[3]乔彦龙，梁军，王兆希，等.AP1000屏蔽式主泵维修可行性分析[J].Nuclear Science＼s&＼stechnology，2014，02（3）：40-44.