王升德 姚振强 沈 洪

上海交通大学机械与动力工程学院，上海，200240

0 引言

中国引进的第三代核电AP1000技术中，主泵采用屏蔽电机泵形式[1]，该屏蔽电机泵属于浸液转子泵，去除了电机主轴与主管道之间的动密封，直接焊接于核岛蒸汽发生器下部，从原理上避免了放射性介质的泄漏，极大提高了核岛一回路的安全性。同时，一回路流体被引入屏蔽电机内部形成内冷循环，既用于水润滑轴承供流和冷却，也用于电机绕组散热，为核主泵的高效和安全运行提供了保障。

屏蔽泵将水引入屏蔽电机内部后，形成了内冷回路，该回路流道具有自驱动双循环的特征[2]，其驱动依靠主轴中部垂直开设的孔作为辅助叶轮，在旋转离心力的作用下，带动冷却水形成上下支路两个循环。在上下支路中，屏蔽套间隙与飞轮柱面间隙内的流动特点是同心圆柱面间隙内压力差驱动的轴向流动与内圆柱面旋转剪切流动的复合流动，这种流动在屏蔽电机内部冷却回路中长度超过2 m，是屏蔽电机内冷回路流动的主要形式。两种流动的复合使得内壁旋转运动对轴向流动造成了显著影响，给上下支路流量的分配评估(以满足功能部件的供流冷却)带来挑战。

屏蔽式核主泵的驱动源为屏蔽电机，屏蔽电机得名于电机线圈上包覆的一层极薄的哈氏合金制作而成的屏蔽套[3]，屏蔽套的存在隔绝了电器元件与腔室介质的接触，减小了不规则型面带来的摩擦损失[4-5]。……