第三代核电范例(3篇)

第三代核电范文篇1

[关键词]第三代核主泵屏蔽电机关键技术消化吸收

中图分类号：TM文献标识码：A文章编号：1009-914X（2016）11-0239-01

随着全球经济的蓬勃发展，能源的可持续发展问题日渐突出。作为世界能源的重要组成部分，核电以其清洁、高效、安全的优势，被越来越多的国家所重视。我国人均能源资源占有率较低，且分布不均匀，因此，大力发展核能，对于改善我国能源供应结构，降低环境污染，保障国家能源安全和经济安全具有重要意义。

屏蔽电动泵是大型先进压水堆反应堆一回路系统的重要核一级设备，是反应堆压力边界内的唯一能动设备，是非能动型反应堆的关键主设备。三代核电屏蔽主泵技术的引进及消化吸收代表着三代核电技术在我国的应用，为我国的核电技术的发展注入了新鲜的血液。

1三代核电主泵电机技术特点

由于三代核电屏蔽电动泵设计、制造、试验技术为泵类产品中的顶尖技术，其开发研制涉及水力设计研究、高温高压容器安全分析、应力计算、转子动态特性分析、轴承、电机、仪表、辅助系统配套、材料、工艺等多项基础研究，设计制造难度大。三代核电屏蔽主泵的电机部分技术尤为复杂，制造方面加工的精度要求更为严格，因此根据引进的技术要求通过自主开发研制，掌握上述非技术转让的关键技术，并将其应用在我国核电技术产业的设计中，是我们面前的艰巨任务。

消化吸收美国公司有关机械、水力、热工、电气等方面先进的技术，掌握其设计理念、方法和设计软件的应用，最终掌握三代核电屏蔽电动泵的设计及制造技术，使其应用在我国的三代核电技术产业中，使我国主泵的技术水平进入国际核电技术领域。

2屏蔽主泵技术先进性介绍

与国内制造的屏蔽主泵不同，三代核电主泵电机在设计和制造过程中应用了很多国际领先技术理念。用块状陶瓷代替传统的定子槽楔、用陶瓷、铜棒、柯伐合金通过钎焊制造的引出线代替传统的引出线端子，用水轴承代替传统的油轴承，并采用了国内电机制造中不曾采用过的200级绝缘等。

陶瓷材料具有耐高温、绝缘、导热、非导磁及高的抗压强度，采用它制造的槽楔同样具有陶瓷材料的相应特性。该陶瓷槽楔通过小块结构叠压安装在屏蔽电机槽口，形成一个连续的支撑面，满足了对电机屏蔽套的支撑。陶瓷槽楔，即保证了槽楔对屏蔽套的支撑强度，又消除旋转磁场带来的损耗，同时陶瓷又是一种耐高温、导热性较好的绝缘材料，有效地解决了屏蔽电机定子开口槽对屏蔽套的支撑问题。用陶瓷槽楔代替传统的定子槽楔，在国内屏蔽电机的设计制造中是前所未有的技术空白。由于主泵电机结构的限制和在服役期间主泵电机定子绕组腔需要多次抽真空，电机引出线是其不能经常拆卸的零件之一，故对其密封性提出了高的可靠性和免维护要求，并且其寿命要求为60年，在通常的机械密封（静密封）中，很难保证该寿命。主泵电机在设计中通过采用陶瓷引出线钎焊的方式进行密封，保证了密封的可靠性和耐久性。

60年寿命水轴承为石墨材料，轴承材料的耐磨能力、抗冲击能力、水膜的形成能力、摩擦副的静摩擦力寿命分析是轴承设计的难点。

200级绝缘技术是美国专利技术，也是目前国际上最先进的该类电机生产技术，绝缘等级为200级，国内唯一生产制造过该类核电主泵电机的生产厂家，所生产产品的绝缘等级为F级，与三代核电主泵产品相比具有相当大的差距。

3屏蔽主泵设计的关键技术

屏蔽电动泵是核电站核岛极其关键的设备，被比喻为反应堆的心脏。国内目前已建造的11个机组以及第三代核电站的主泵均为进口，因此主泵为核电国产化卡脖子设备之一，要发展中国的核电，特别是要实现核主泵的国产化和自主化，开展主泵类自主设计屏蔽泵关键性技术的研究，解决主泵设计、检验、试验等关键性难题，通过三代核电主泵技术的引进、消化和吸收，并通过课题研究进行实践，掌握关键技术，完成设计分析计算、材料采购、攻克制造工艺，积累经验，通过台架试验，取得第一手试验数据，积累宝贵的数据经验、创造条件，实现国家第三代核电站跨越式发展。

三代核电主泵的设计结构型式为：单级、单吸、无轴封、高转动惯量、离心式屏蔽电动泵。

屏蔽电动泵自主化设计是依托我国的第三代非能动先进压水堆核电站项目开展的，并结合我国电网的实际情况，将主泵的频率设计为50Hz。

核主泵是反应堆系统一回路中的关键设备，该屏蔽电动泵制造技术主要包括两部分即泵和屏蔽电动机，其技术难度主要集中在屏蔽电动机上。通过开展屏蔽电动泵自主设计及制造技术攻关，完成屏蔽泵和屏蔽电动机产品的研制，实现具有自主知识产权的大型先进压水堆核电站屏蔽电动泵的设计制造。

4结论

通过与外方合作制造，消化吸收引进技术，并通过立项研究掌握关键技术，掌握三代核电屏蔽电动泵制造技术。通过上述科研项目，验算国家引进屏蔽电动泵的设计、工艺、标准、材料、测试等技术，实现该项技术全部国产化，并将三代核主泵电机的先进技术应用到具有自主知识产权的核主泵设计中。真正达到和实现国家引进美国公司三代核电技术的目标。

三代核电关键技术立项的研究成功和技术掌握，将填补国内空白，使我国核电技术走上自主发展的新路，成为核电技术强国。

参考文献：

[1]杨.我国核动力装置屏蔽电机用新技术[J].电气技术，2006，4：59-61.

[2]王永峰，杜广波，李浩.AP1000核电关键设备的制造特点及国产化[J].能源技术，2010，31（1）：28-33.

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[4]IAEA.ObjectivesfortheDevelopmentofAdvancedNuclearPlant，IAEA-TECDOC-682.Vienna.1993.

第三代核电范文

关键词第三代核电站；风管漏风量；检测

中图分类号TK8文献标识码A文章编号1674-6708（2016）160-0165-01

风管漏风量是指单位面积的风管在一定时间内泄漏的风量容积，风管漏风量检测是在风管安装阶段进行的风管严密性检测，它是验证风管系统预制和安装严密性的一个重要指标。因此，在核电工程通风系统施工过程中，风管漏风量必须满足设计要求。

传统M310核电站在风管安装阶段的严密性检测是根据GB50243-2002《通风与空调工程施工质量验收规范》中相关规定执行的，相比M310核电堆型，第三代核电在风管漏风量方面提出了特殊的要求。第三代核电设计规范根据HVAC系统设备等级的不同，将HVAC系统分为2个泄漏等级，制定出不同等级风管及壳体的漏风量限值，并规定了漏风量检测的具体要求。

1第三代核电和M310核电堆型漏风量设计要求分析

1.1压力等级

三代核电设计规范将风管系统的工作压力划分为4个等级，比M310核电和GB50243-2002规定的风管系统均多出一个压力等级范围，具体压力等级规定见表1。

1.2泄漏等级

第三代核电站的设计规范将通风系统的泄漏等级划分为泄漏Ⅰ级和泄漏Ⅱ级，根据不同的泄漏等级，确定系统容许泄漏率（占系统额定流量的百分比）数值。通风系统的泄漏等级与系统的设备等级（不含D设备等级）存在一定的内在联系，见表2。

从表中可以看出，泄漏Ⅰ级的风管系统均为R设备等级，该部分风管系统主要为空气净化系统，要求空气洁净，无放射性污染；泄漏II级的风管系统为L设备等级或R设备等级，该部分风管系统主要用于一般要求的加热、通风和空调系统。

1.3漏风量检测要求及分析

M310核电堆型在风管安装阶段进行的风管严密性检测遵照GB50243-2002规定要求。GB50243-2002对风管漏风量检测要求是在漏光法检测的基础上提出的。规定指出：低压风管系统漏光检测不合格后，按照5%的抽检率进行漏风量检测。若合格，则不需要进行漏风量检测；中压风管系统漏光检测合格后，按照20%的抽检率进行漏风量检测；高压风管系统不做漏光检测，应全数进行漏风量检测。

三代设计规范对处于正压和负压的风管系统均要求做正压检测。试验时，可以整个系统做检测，当系统不具备整体检测条件时，也可以分段进行检测，实际施工中多分段进行漏风量检测。规范要求对L设备等级的风管系统进行定性试验，对R设备等级的风管系统进行定量试验。

定性试验的试验压力为压力等级范围的上限，见表1。对于X压力等级的风管系统，由设计给定试验压力值。定性试验的验证方法采取泡沫检漏法或音响检漏法，其优点是不需要进行详细数据的计算，只要找出漏点的位置并进行密封处理即可。其不足之处主要有2点：一是对泡沫溶液质量要求高，溶液涂抹要求均匀且容易产生气泡，微小气泡不容易观察。若采用音响检漏法，则需要一个比较安静的环境，实际施工中很难达到；二是无论采取上述哪一种检漏方法，都需要有足够的操作及检查空间。

定量试验方法有2种，一是压力衰减法，二是恒压法。压力衰减法的试验压力要求为压力等级范围上限的1.25倍。恒压法试验压力为压力等级范围上限，对于X压力等级的风管系统，同样由设计给定试验压力值。定量试验只需将实际泄漏量与设计允许泄漏量比较，若在允许的泄漏量范围内，则合格。反之，则需要按照定性试验中查找漏点的方法进行查漏处理。三代核电设计规范允许用定量试验代替定性试验，实际施工中的分段定量试验验收标准见公式（1）：

公式（1）是针对面积为a的风管试验段，计算的最大允许泄漏量。为了进一步与国标中最大允许漏风量计算公式进行比较分析，将Ls转换为单位面积单位时间最大允许漏风量并统一单位，见公式（2）：

比较公式（2）和公式（3）可知：三代设计规范对风管系统最大允许漏风量的计算取决于系统的额定流量和额定面积，与工作压力无关，而国标对风管系统最大允许漏风量的计算取决于系统工作压力。

第三代核电范文

新能源主要包括水力、光伏、风能及核能等四种，生物质能发电规模较小，技术尚不成熟，暂时没必要去讨论。从当前的发展状况看，水能和光伏略显暗淡，风电面临的发展问题也较多，未来海上风电可能是突破口，而核电成长前景最美，是我国新能源未来的主攻方向。

水能：发展空间不大

首先，站在水力发电的角度，我国水能确实丰富，理论蕴藏量在6.8亿千瓦，高居世界第一。但水力是最容易获取的资源之一，早在上世纪初我国便已开始筹划第一座水电站。建国之后水电站的数量急剧攀升，目前全国拥有大中型水电站数量已经接近30C座，基本上可覆盖每条主河流，以前我们还会留意边境的雅鲁藏布江，毕竟该河流地处中印边境，又是东南亚多条河流的母河，无论从政治因素还是地理位置都存在开发难度，算是可开发水力资源的最后一大领域，但2014年11月藏木水电站正式建成投营后这一领域也沦陷了。水力发电产业早已过了发展高峰期，国内水力资源可开发空间已经不大。

光伏：弃光率走高

光伏发电这一块，很多人觉得是未来新能源最确定的一块，原因在于我国地域辽阔，尤其是西北地区，长光照时间为光伏发电提供了发展先决条件。因此只要把规模做上去了，电力自然就有了。数据显示，2015年我国光伏发电规划规模为2310万千瓦，实际装机1513万千瓦，同比增长近50%，累计装机容量达到4318万千瓦，成为了全球光伏发电装机容量最大的国家，其中，内蒙、青海、甘肃一带出现抢装潮，实际完成规模远超实际规划量。

不过事实并非如此美好。光伏发电的规模是上来了，但弃光率却连年走高，西北地区的光伏发电弃光率高达30%以上，部分地区甚至达到100%，100%弃光率意味着光伏电厂发出的电无法并网，直接废弃了。造成这样的原因除了光伏发电装机规模增长迅速外，还有三个原因：一是光伏发电本身存在不可持续性的缺陷，电网企业嫌弃；二是电网消纳能力有限，去年电网计划的光伏并网规模上限只有15GW，而单去年新装机规模就已超过这一数值；三是在新疆、甘肃等光伏大省，当地的火电与风电占据大头，进一步蚕食了光伏发电的并网规模。

从二级市场上表现看，2015年光伏行业的整体涨幅仅有1%，而同期沪深300指数的表现为6%，一个行业前景真有那么美好，为何市场却迟迟不认账，这背后不是没有理由的。

对于未来光伏行业的发展，笔者认为，需要解决两个问题：一是技术问题，光伏发电有两种方法，一种是薄膜发电，另一种是多晶硅发电，二者各有优势，前者成本低，但转换率较低，仅有10%，而后则转换率高，可到20%以上，但成本高，如何解决两者的缺陷仍没有新的技术定论：二是弃光率问题，这实际上也涉及企业可持续盈利能力，弃光率高了，发出来的电就会浪费，企业的成本就在那里，最终影响的是利润水平。有人提议用储能设备，不过笔者并不苟同，当前光伏售电价格约为1元，而发电成本却高达7毛钱，储能成本一般为5毛钱，如此算来储能并无实际利益产生。整体而言，技术缺陷和弃光率不是短时间内可以解决的问题，当前的光伏发电现实投资机会还没有出现。

风能：海上风电是突破口

相比光伏发电，风电是成本最接近火电的新能源，在年均风速6.5米/秒的风电场，一度电的成本约在5毛钱，而火电一般在4毛钱左右，因此，大力发展风电是相对具备经济性的选择。可以看到，在国家能源局近期召开的会议中，“十三五”风电规划被提升至更高的高度，预计到2022年风电的装机量将达到2.1亿千瓦，远超光伏1.1亿千瓦的规划目标，按照规划，平均每年装机规模将达到42GW，较2015年增长40%。

不过与光伏发电一样，风力发电也存在弃风率高的问题，除此之外，风电的发电条件相较光伏稍显苛刻，不能过低或者过高。不同功率的风机都会有一个最低的启动风速以及满发电的风速，风速过小无法驱动，过大破坏机器。另外，占地面积大、容易破坏地表生态环境也是其弊端之一。

从可行性出发，海上风电可能是一个突破口。首先，相比陆上风电，海上风机的利用效率更高，海上风速通常高于陆地20%左右，有人做过计算，不考虑风机内耗量与机械效率，同等发电容量下海上风电年发电量要高于陆地70%。其次，由于海上风电的装机主要靠船只，叶片的运输限制较小，使得叶片相比陆地可以做的更长，风机发电量可以更大。例如，目前国内陆上风机单机容量最大为5MW，而海上风机却可以达到6.5MW。再者，海上风机不占林地、不碰耕地。我国海岸线超过1.8万公里，具有天然发展海上风电的基础。

从政策角度看，政府支持发展海上风电的力度也在不断加强。在《国家能源局关于海上风电项目进展有关情况的通报》中，就鼓励地方出台相关配套政策支持海上风电的发展，并且在全国性电价基础上基于补贴，而部分沿海城市省份也积极配合，其中上海出台了补贴海上风电项目投资主体的具体细则，浙江、福建等沿海城市也将风电写入“十三五”规划中。无论政策还是可行性，海上风电都具备发展优势。

核能：新能源主攻方向

2015年全国核电发电量达到1689亿千瓦时，同比快速增长30%，核电在运机组30台，装机2856万千瓦，到2022年核电运行装机容量将达到5800万千瓦，五年规模实现翻番，成长前景颇好。

相比其它新能源，核电算是最高效、经济及清洁的能源，但安全性是个问题，因此无论是第一代、第二代还是第三代技术，包括最新的第四代核电技术，都在围绕安全性做研究。而这类研究又需要解决两个问题，第一是核扩散，保证在发生地震以及没水等事故发生时可以不发生堆芯熔化和大量放射性释放，现在第三代技术成功解决这一问题：第二是核废物，不仅要处理，还需要循环利用核废物，这是第四代技术需要解决的问题。