GB/T 40817.2-2021 核电主泵电机技术条件 第2部分：屏蔽泵异步电机

　　ICS 29 . 160 . 30 CCS K 22

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40817 . 2—2021

　　核电主泵电机技术条件

　　第 2 部分：屏蔽泵异步电机

　　Specificationfornuclearpowerreactorcoolantpumpmotor—

　　part2：Asynchronousmotorforcannedmotorpump

　　2021-10-1 1 发布 2022-05-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 40817 . 2—202 1

　　GB/T 40817 . 2—202 1

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　本文件是 GB/T 40817《核电主泵电机技术条件》的第 2 部分。 GB/T 40817 已经发布了以下部分：

　　— 第 1 部分：轴封泵异步电机;

　　— 第 2 部分：屏蔽泵异步电机。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国电器工业协会提出。

　　本文件由全国大型发电机标准化技术委员会(SAC/TC 511)归口 。

　　本文件起草单位：哈尔滨电气动力装备有限公司、哈尔滨大电机研究所、上海核工程研究设计院有限公司、东方电气集团东方电机有限公司、佳木斯电机股份有限公司、中广核工程有限公司。

　　本文件主要起草人：李梦启、李藏雪、孙玉田、刁立民、夏迪、李少斌、郭小佳、常颜芹、李祚滨、周谧。

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　　引 言

　　核电主泵是核电站的关键设备，随着我国核电事业进入快速发展轨道，核电主泵电机的技术水平已经日趋成熟，其主要型式分为轴封泵异步电机和屏蔽泵异步电机，为统一相关行业的设计、制造及验收等方面标准，保证产品水平同国内行业制造技术水平同步提高，并能够适应国际市场竞争的需要，所以编制了本文件。 由于轴封泵异步电机和屏蔽泵异步电机在结构型式、运行维护等方面存在较大的差异，故本文件由两个部分组成。

　　— 第 1 部分：轴封泵异步电机。 目的在于确立了压水堆核电站轴密封型反应堆冷却剂泵用立式鼠笼型异步电机的基本型式、基本参数与技术要求、检验规则、标识与包装的要求。

　　— 第 2 部分：屏蔽泵异步电机。 目的在于确立了压水堆核电站屏蔽式主泵用立式鼠笼型异步电动机的基本型式、基本参数、技术要求、检验规则、标志与包装的要求。

　　目前国内、国际核电产品市场需求逐年增加，我国在引进 AP1000 屏蔽主泵电机技术的基础上，实现了全部技术的国产化，并在此基础上，开发设计了更大容量的屏蔽主泵电机，但一直没有形成行业的统一标准，本文件的编制解决了屏蔽主泵电机在设计、制造、试验等方面无标准可依的问题，是我国第一项关于屏蔽主泵电机的国家技术标准，为核电厂、设计院、设备制造厂等相关单位提供了涉及屏蔽主泵电机方面的工作依据，使采购方、设备供应商避免许多重复性的工作，对屏蔽泵异步电机产业发展起到支撑作用。

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　　核电主泵电机技术条件第 2 部分：屏蔽泵异步电机

　　1 范围

　　本文件规定了压水堆核电站屏蔽式主泵用立式鼠笼型异步电动机(简称主泵电机)的基本型式、基本参数、技术要求、检验规则、标志与包装的要求。

　　本文件适用于压水堆核电站用屏蔽式主泵电机。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中，注 日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 191 包装储运图示标志

　　GB/T 755 旋转电机 定额和性能

　　GB/T 997 旋转电机结构型式、安装型式及接线盒位置的分类(IM代码)

　　GB/T 1032 三相异步电动机试验方法

　　GB/T 1993 旋转电机冷却方法

　　GB/T 10068 轴中心高为 56 mm及以上电机的机械振动 振动的测量、评定及限值

　　GB/T 10069 . 1 旋转电机噪声测定方法及限值 第 1 部分：旋转电机噪声测定方法

　　GB/T 10069 . 3 旋转电机噪声测定方法及限值 第 3 部分：噪声限值

　　GB/T 13957—2008 大型三相异步电动机基本系列技术条件

　　GB/T 22715 旋转交流电机定子成型线圈耐冲击电压水平

　　JB/T 10500.2 电机用埋置式热电阻 第 2 部分：铂热电阻技术要求

　　ASME 锅炉和压力容器规范：1998 版，2000 补遗，第 Ⅲ卷 核电厂设备建造规则(ASME Boiler & Pressure Vessel Code : 1998 Edition, 2000 Addenda, Section Ⅲ Rules For Construction Of Nuclear Power Plant Components)

　　3 术语和定义

　　本文件没有需要界定的术语和定义。

　　4 型式、基本参数

　　4 . 1 主泵电机为立式、定转子屏蔽、水润滑轴承结构的异步电动机，是压力边界的组成部分，应具有完整的压力边界和密封功能。

　　4 . 2 主泵电机设计压力应不大于 17 . 5 MPa(a)。

　　注：括号内“a”表示绝对压力。

　　4 . 3 主泵电机部件的设计温度按电机温度场计算结果确定。

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　　4.4 主泵电机功率等级范围为 4 500 kW~8 000 kW;额定电压范围为 3 000 V~10 000 V。

　　4 . 5 主泵电机额定频率为 50 Hz或 60 Hz,按技术协议规定。

　　4 . 6 主泵电机定额是以 S1 工作制为基准的连续定额。

　　4 . 7 主泵电机的冷却方法为 IC9W1W7(应按照 GB/T 1993 的要求执行)。

　　4 . 8 主泵电机的结构及安装型式为 IM8621 或 IM8721(应按照 GB/T 997 的要求执行)。

　　4 . 9 主泵电机通常在转子上装有飞轮，飞轮可采用键和/或热套联接方式。

　　5 技术要求

　　5 . 1 在下列条件下，主泵电机应能额定运行：

　　— 海拔不超过 1 000 m ;

　　— 环境温度在 10 ℃ ~49 ℃ ;

　　— 主泵电机内腔为反应堆冷却剂水;

　　— 主泵电机热交换器最低进水温度 15 ℃ ,最高进水温度为 35 ℃ ,当超过 35 ℃时应有特殊规定。

　　5 . 2 主泵电机应按照规定的载荷进行设计和分析;应满足 AMSE 锅炉和压力容器规范：1998 版，2000补遗，第 Ⅲ卷 核电厂设备建造规则和所有 1 级容器适用的规范案例。

　　注：ASME第 Ⅲ卷 NB-3200、NB-3600、NC-3600 和 ND-3600 文件采用 ASME 锅炉和压力容器规范：1989 版，1989

　　补遗，第 Ⅲ卷 核电厂设备建造规则。

　　5 . 3 主泵电机应满足 GB/T 13957—2008 中 4 . 7 的要求，在其基础上还应满足如下要求：

　　a) 主泵电机稳定运行时，能承受额定电压的 -5%~7%的变化率，额定频率的 ±1%的变化率，当电压下降到 80%额定电压时，电机能运行 1 min;

　　b ) 主泵电机绝缘系统的耐热等级达到 180(H)及以上。

　　5 . 4 主泵电机采用变频器起动，通过变频器将主泵电机牵入额定转速。

　　5 . 5 在额定电压下，主泵电机最大转矩与额定转矩之比的保证值应不小于 1 . 8 。

　　5 . 6 主泵电机应设置外置热交换器(水和水进行热交换)。

　　5 . 7 主泵电机定子绕组应能承受匝间冲击耐电压试验而不被击穿。 进行匝间冲击耐电压试验时，其线圈试验冲击电压峰值应符合 GB/T 22715 的规定。

　　5 . 8 当三相电源平衡时，主泵电机的三相空载电流中的任何一相与三相平均值的偏差应不大于平均值的 5% 。

　　5 . 9 主泵电机空载运行时 A计权声功率级的噪声数值应符合 GB/T 10069 . 3 的规定。

　　5 . 10 主泵电机电气性能保证值的容差应符合 GB/T 755 的规定。

　　5 . 1 1 主泵电机的监测装置应符合如下要求：

　　— 主泵电机应设置振动测试元件安装接口;

　　— 主泵电机定子绕组至少设置六个 Pt100 埋置式电阻测温元件，主泵电机定子绕组上、下端部应埋置 电 阻 测 温 元 件，供 方 确 定 绕 组 报 警 及 保 护 温 度 值，测 温 元 件 采 用 三 线 制，并 符 合JB/T 10500.2的规定;

　　— 主泵电机应至少设置一个与安全相关的转速传感器;

　　— 主泵电机应设置 Pt100 测温元件，监测主泵电机的轴承水温，测温元件采用四线制的铂电阻。供方应规定轴承水测温元件的精度，确定轴承水温报警和保护温度值，并符合 JB/ T 10500 . 2的规定。

　　5 . 12 根据技术规格书或技术协议要求主泵电机可设计成单方向旋转或双方向旋转，若设计为单方向旋转时应在电机显著位置标明电机旋转方向。

　　5 . 13 主泵电机设计寿命为 60 年，在寿命期限内，轴承应能承受 3 000 次启动/停机循环。

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　　5 . 14 主泵电机的飞轮设计转速应为电机同步转速的 1 . 25 倍 。正常转速和设计转速下，焊缝处和飞轮包壳部件的应力应在 ASME锅炉和压力容器规范：1998 版，2000 补遗，第 Ⅲ卷 核电厂设备建造规则的范围内，并应对飞轮做延性破坏、非延性破坏和过度变形的失效模式分析。

　　5 . 15 主泵电机及其承压部件应进行水压试验。 水压试验时，试验温度应不低于压力容器材料的最高RTNDT+33 ℃,主泵电机所有焊缝、密封部位不应有渗漏、结露和其他异常现象。

　　注：RTNDT为材料脆性断裂转变温度。

　　5 . 16 主泵电机的定子屏蔽套与机座、转子屏蔽套与护环焊接后应进行屏蔽套氦气检漏试验，泄漏率不高于 4 × 10- 10 Pa · m3 /s。

　　5 . 17 主泵电机材料符合以下要求：

　　a) 主泵电机承压材料应符合相应 ASME 锅炉和压力容器规范：1998 版，2000 补遗，第 Ⅲ卷 核电厂设备建造规则的要求;

　　b ) 定、转子屏蔽套应采用具有高强度、高电阻率、耐腐蚀的材料由旋压或焊接成型;

　　c) 飞轮重金属材料应封闭在不锈钢或其他耐腐蚀材料中;

　　d) 与反应堆冷却剂接触材料相关要求如下：

　　1) 与反应堆冷却剂接触的所有材料(不包括轴承和垫片材料)，应是奥氏体不锈钢或其他耐腐蚀性能相当的材料;

　　2) 水润滑轴承材料应具有良好的润滑性、耐磨性和抗冲击性能;

　　3) 与反应堆冷却剂接触的结构部件表面和堆焊材料的钴含量应小于 0 . 05%(质量分数);

　　4) 所有奥氏体不锈钢应在固溶退火、无敏化状态下交货。

　　e) 禁用材料的要求如下：

　　1) 硫、铅、锑、镉、铟、汞、锌、铋和锡等低熔点金属，以及它们的合金和化合物禁止用于主泵电机的制造、试验、包装或安装。 二硫化钼润滑剂不得用于任何部件中。

　　2) 当没有可以正常使用的材料时，可以使用替代材料，任何超过禁用元素含量的替代材料应进行工程评估，包括化学分析、工艺审评、清洗方法和腐蚀效应等，以便证明该材料的可用性。

　　3) 不应与不锈钢或镍基合金与防护剂有任何接触。

　　4) 除非专门批准，与反应堆冷却剂直接接触表面在最终清洗期间及以后，不应使用任何卤化材料。

　　5 . 18 主泵电机除符合 5 . 1~5 . 17 的要求外，还应进行以下项目的测试：

　　a) 定子绕组在冷态下直流电阻的测定;

　　b ) 定子绕组对机壳及绕组相互间绝缘电阻的测定;

　　c) 空载试验;

　　d) 振动测定;

　　e) 噪声测定;

　　f) 匝间绝缘耐冲击电压试验;

　　g) 耐电压试验;

　　h) 机组考核试验。

　　屏蔽泵异步电机采用定、转子屏蔽套及循环水冷却等特殊结构和方式，使电机的运行特性区别于一般异步电机，故需要采用机组试验方法测试电机的相关参数值。

　　5 . 19 主泵电机的定子屏蔽套与机座、转子屏蔽套与护环焊接后应进行氦气检漏试验。

　　6 试验方法

　　6 . 1 匝间绝缘耐冲击电压试验按 GB/T 22715 的规定执行。

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　　6 . 2 噪声的测定按 GB/T 10069 . 1 进行。

　　6 . 3 水压试验按 ASME B&PVC-Ⅲ 1 级部件的规定执行。

　　6 . 4 屏蔽套检漏试验：主泵电机的定子屏蔽套与机座、转子屏蔽套与护环焊接后应采用负压法进行氦气检漏试验。

　　6 . 5 主泵电机的常规试验按 ASME锅炉和压力容器规范：1998 版，2000 补遗，第 Ⅲ卷 核电厂设备建造规则 1 级部件的规定执行。

　　6 . 6 振动的测定按 GB/T 10068 进行。

　　6 . 7 耐电压试验按 GB/T 755 的规定执行。

　　6 . 8 机组考核试验在主泵电机与泵组装后进行，按机组试验方法测试及考核主泵电机相关参数。

　　7 检验规则

　　7 . 1 检验分类

　　主泵电机检验分为出厂试验和机组试验。

　　7 . 2 出厂试验

　　每台主泵电机应进行下述出厂试验，合格后准予出厂：

　　a) 定子绕组在冷态下直流电阻的测定;

　　b) 定子绕组对机壳及绕组相互间绝缘电阻的测定;

　　c) 空载试验;

　　d) 振动测定;

　　e) 噪声测定;

　　f) 匝间绝缘耐冲击电压试验;

　　g) 耐电压试验。

　　除d)、e)外，各项试验的试验方法按 GB/T 1032进行。d)按 GB/T 10068进行，e)按 GB/T 10069.1 进行。

　　7 . 3 机组试验

　　主泵电机与泵组装后，应按机组试验要求进行考核试验，主泵电机相关参数的测试及考核可在机组的试验中完成。

　　注：屏蔽泵异步电机采用定、转子屏蔽套及循环水冷却等特殊结构和方式，使电机的运行特性区别于一般异步电机，故需要采用机组试验方法测试电机的相关参数值。

　　8 标识及包装

　　8 . 1 标识

　　8 . 1 . 1 铭牌及其数据应保证在主泵电机使用期内不脱落、磨灭，在铭牌上应至少标明以下项 目：

　　a) 制造厂;

　　b) 主泵电机名称、型号;

　　c) 额定功率，单位为千瓦(kW) ;

　　d) 额定电压，单位为伏特(V) ;

　　e) 额定电流，单位为安培(A) ;

　　f) 额定转速，单位为转每分钟(r/min) ;

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　　g) 额定频率，单位为赫兹(Hz) ;

　　h) 热分级;

　　i) 冷却方法;

　　j) 接线方式;

　　k) 相数 ;

　　l) 质量，单位为千克(kg) ;

　　m) 出品编号;

　　n) 出品 日期。

　　8 . 1 . 2 主泵电机定子绕组各出线端的接线位置上均应有相应的相序标识，应保证字迹在使用期内不磨灭。

　　8 . 1 . 3 主泵电机重要零部件及装配部件应该在明显可见位置进行永久性标识。

　　8 . 1 . 4 主泵电机上应有接地标识。

　　8 . 2 包装

　　8 . 2 . 1 所有提供的设备和部件应按照供方相关技术要求进行包装，确保安全抵达现场并符合长期储存防护要求。

　　8 . 2 . 2 维修用部件和工具应单独装在防潮包装箱内，与主泵电机一起装运。

　　8 . 2 . 3 包装箱外壁的文字和标识应清楚整齐，内容如下：

　　a) 发货站及制造厂名称;

　　b) 收货站及收货单位名称;

　　c) 主泵电机型号及出品编号;

　　d) 主泵电机净重及连同箱子的毛重;

　　e) 包装箱尺寸;

　　f) 起吊位置示意;

　　g) 在箱外的适当位置应标有“小心轻放”“怕雨”等字样，其图示标志应符合 GB/T 191 的规定。

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　　参 考 文 献

　　[1] ASME 锅炉和压力容器规范：1989 版，1989 补遗，第 Ⅲ卷 核电厂设备建造规则(ASME Boiler & Pressure Vessel Code : 1989 Edition, 1989 Addenda, Section Ⅲ Rules for Construction of Nu- clear Power Plant Components