淺談核三代技術風機用電機特點

李靜婭+牛文慶

摘要：根據(jù)核三代技術風機用電機的性能特點，對核三代技術風機用電機的關鍵技術以及創(chuàng)新性進行介紹。

關鍵詞：電磁設計 耐輻照技術 熱老化 動態(tài)抗震

0 引言

在上世紀七十到八十年代期間，世界核電先后發(fā)生了美國三哩島、蘇聯(lián)切爾諾貝利以及日本的福島核電站三起嚴重事故，不斷增加了人們對核電安全的關注度。針對公眾對核電安全性、經濟性的疑慮，歐洲制定了《歐洲用戶要求文件（EUR）》，對新建核電站的安全性、經濟性和先進性提出了要求。本文就核三代技術風機用電機的結構特點以及外圍的鑒定試驗情況進行介紹。

1 技術指標

1.1 技術指標如下：

電氣安全等級：EE1 鑒定等級：K3 抗震類別：SC1 質保等級：NUC 功能要求：F1B 輻照劑量：5X105Gy 絕緣等級：H級 溫升：80K 噪聲：<85dB。

1.2 啟動性能要求

在額定電壓和額定頻率下，電動機起動過程中最小轉矩對額定轉矩之比的保證值應不低于1.3；電動機最大轉矩對額定轉矩之比的保證值應大于等于1.9；電動機應能承受1.5倍額定電流，歷時不少于2min的偶然過電流試驗而不損壞；電動機堵轉電流對額定電流之比的保證值：額定功率小于等于45kW不大于9，額定功率為55kW～200kW不大于8.4；在0.7倍額定電壓和頻率下，電動機最大轉矩對額定轉矩之比的保證值應大于等于1.0。

2 關鍵技術

核電廠存在核輻射的可能，因此，1E級核級電動機等核級設備的輻照性能，主要是針對有機材料、絕緣體系材料、潤滑脂、填料、密封材料及表面涂覆等，無機材料一般具有很強的耐輻照性能。在有機材料中，絕緣體系材料尤其重要，是電動機的核心部件，在整個壽命周期內，是不可更換的，其可靠性影響電動機整機壽命。對K3類的電動機除完成正常的型式試驗外，通過老化試驗和抗震分析或抗震試驗。而對K1類的電動機，不僅要完成正常的型式試驗，通過老化試驗、抗震試驗，而且還必須通過耐輻照試驗和LOCA試驗。關鍵是在核電環(huán)境下，如何保證40年的壽命、如果攻克40年壽命的各種技術難關，將極大地提高我國核電裝備水平，提高核電動機的科技水平。核三代技術風機用電機研發(fā)的關鍵技術有：①電磁設計；②絕緣結構設計；③核環(huán)境下的主體結構設計；④適用于1E級核環(huán)境電機的耐輻照技術；⑤核電40年壽命絕緣體系；⑥安全、可靠性設計；⑦制定核電鑒定文件；⑧超大空腔的接線盒設計；⑨軸承潤滑與可靠性技術。

3 創(chuàng)新性

①電磁設計：1E級核級電機使用條件要求電機具有較高的啟動轉矩、最大轉矩高，較低的啟動電流和運行溫升，從而適應核電廠使用條件的電網壓降大、電機反應速度快、承受較大的電壓沖擊等為保證核電機運行高可靠性所提出的特殊要求。②機械密封設計：核電動機軸承裝置用鎖緊螺母和止動墊圈固定，軸貫通部分采用機械接觸式密封，靜止連接部位采用O形密封圈，整機密封程度達到IP55，做到防塵、防水、防沖擊，即使應用到戶外環(huán)境也完全沒有問題。③安全、可靠性設計保證措施：消化技術規(guī)格書，核電標準幾十項；5大設計措施保證安全可靠：成熟的電氣設計、主體結構設計、H級絕緣結構設計、密封結構設計以及耐輻照設計；4方面試驗驗證保證：40年熱老化試驗、模擬樣機抗震試驗、整機耐輻照試驗、絕緣壽命評定檢測。④超大空腔的接線盒：為了實現(xiàn)核電站特殊的電纜進線要求，結合中廣核的電纜標準，特設計超大空腔接線盒，滿足現(xiàn)場接線方便、安全的要求。⑤全面監(jiān)控設計，保證安全可靠：核電動機設計時設置定子繞組測溫、軸承測溫、加熱器溫控保護開關、中性點單獨引出等監(jiān)控措施，對電動機的運行狀態(tài)進行自動監(jiān)控，保證電動機安全可靠運行。⑥動態(tài)抗震試驗，一般電動機進行抗震分析來代替抗震鑒定試驗，這畢竟不是模擬實際狀態(tài)。有些進行抗震鑒定試驗，但電動機不通電運行，沒有模擬實際狀態(tài)。⑦整機熱老化試驗。一般熱老化試驗按繞組部件進行，僅考核絕緣體系；整機試驗不但考核絕緣體系，而且還考核密封性能、軸承潤滑性能。整機熱老化試驗在195℃恒溫實驗箱中，低壓電動機40年壽命進行720小時、60年壽命進行1080小時；中壓電動機40年壽命進行1182小時、60年壽命進行1769小時的熱老化鑒定試驗。

4 結束語

核三代技術風機用電機的成功研制，可以攻克一系列的關鍵技術，進一步改進現(xiàn)有的設計、制造技術，使國內核電機研究技術達到國際先進水平，實現(xiàn)國內核電機研究技術的跨越式發(fā)展。

從長遠意義上講，它將解決核電機國產化問題，是對中國機電行業(yè)核級設備整體技術實力、鑒定測試能力的考驗，可以極大地提高我國核級電動機的設計制造水平，并帶動基礎工藝更加成熟、完善，更好地為核電行業(yè)服務。并能打破核電設備的國外壟斷，擺脫我國核電設備受制于人的局面，為我國核電發(fā)展乃至國民經濟發(fā)展做出貢獻，具有重大的經濟與政治意義。

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作者簡介：李靜婭（1984-），女，2008年畢業(yè)于中原工學院電氣工程及其自動化專業(yè)，工程師，主要從事低壓核電機的設計工作。endprint