GBT 40817.1-2021 核电主泵电机技术条件 第1部分：轴封泵异步电机

核电主泵电机技术条件第1部分：轴封泵异步电机IGB/T40817.1—2021前言 2规范性引用文件 13术语和定义 2 25技术要求 26试验方法 7检验规则 58标识及包装 7Ⅲ本文件按照GB/T1.1—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/T40817《核电主泵电机技术条件》的第1部分。GB/T40817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/TC511)归口。本文件起草单位：哈尔滨电气动力装备有限公司、上海电气集团上海电机厂有限公司、哈尔滨大电机研究所、东方电气集团东方电机有限公司、中国核动力研究设计院、中广核工程有限公司、佳木斯电机股份有限公司。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2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核电作为一种清洁能源，随着国民经济的高速发展，国内、国际核电产品市场需求逐年增加，我国通过自主科研及试验，已完全掌握了轴封式压水堆主泵拖动用异步电机的设计与制造技术，但一直没有形成行业的统一标准，本文件的编制解决了轴封泵异步电机在设计、制造、试验等方面无标准可依的问题，是我国第一项关于轴封主泵异步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轴封泵异步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，对轴封泵异步电机产业发展起到支撑作用。1核电主泵电机技术条件第1部分：轴封泵异步电机本文件规定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(以下简称主泵电机)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。本文件适用于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。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/T191包装储运图示标志GB/T755旋转电机定额和性能GB/T997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/T1032三相异步电动机试验方法GB/T1971旋转电机线端标志与旋转方向GB/T1993旋转电机冷却方法GB/T4942.1旋转电机整体结构的防护等级(IP代码)分级GB/T9239.1—2006机械振动恒态(刚性)转子平衡品质要求第1部分：规范与平衡允差的检验GB/T10068轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值GB/T10069.1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/T10069.3旋转电机噪声测定方法及限值第3部分：噪声限值GB/T20160旋转电机绝缘电阻测试GB/T22715旋转交流电机定子成型线圈耐冲击电压水平JB/T10500.2电机用埋置式热电阻第2部分：铂热电阻技术要求IEC/IEEE60780-323核设施具有安全重要性的电气设备鉴定(Nuclearfacilities—Electricalequipmentimportanttosafety—Qualification)ASMESec.ⅢNB-2540锻件和棒材的检验和修补(Examinationandrepairofforgingsandbars)EN10083-3淬火钢和回火钢第3部分合金钢的交货技术条件(Steelsforquenchingandtempering—Part3:Technicaldeliveryconditionsforalloysteels)RCCMM2132压水堆冷却剂泵轴组件用Mn-Ni-Mo合金钢锻件(Partprocurementspecificationmanganese-nickel-Chromium-molybdenumsteelalloyforgingsforpwrreactorcoolantpmpshaftas-2RCCMM2321压水堆冷却剂泵飞轮用Ni-Cr-Mo合金钢钢板(Partprocurementspecificationpwrreactorcoolantpumpdiskflywheelsmadefromnickel-chromium-molybdenumalloysteelplate)RCCMMC4000液体渗透检查(Liqidpenetrantexamination)RCCMMC5000磁粉检查(Magneticparticleexamination)3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。4.1主泵电机的定额是以S1工作制为基准的连续定额(应按照GB/T755的要求执行)。4.2主泵电机的外壳防护等级为IP23,接线盒外壳防护等级为IP55(应按照GB/T4942.1的要求执行)。4.3主泵电机的冷却方法为IC01(应按照GB/T1993的要求执行)。4.4主泵电机的结构及安装型式为IM8621、IM8721或IMV1(应按照GB/T997的要求执行)。4.5主泵电机的额定频率为50Hz,额定电压为6000V、6600V或10000V。4.6主泵电机同步转速为1000r/min或1500r/min。4.7主泵电机通常在轴上装有飞轮，飞轮用撑紧键与轴联接固定，也可采用热套无键联接方式。4.8主泵电机旋转方向应符合技术协议或设备技术规范书要求，应设置防止转子反方向旋转的防倒转4.9主泵电机的外形及安装尺寸应符合技术协议或设备技术规范书要求。5技术要求5.1在下列条件下，主泵电机应能额定运行：a)海拔不超过1000m;b)最低环境空气温度不低于15℃,最高环境空气温度不超过55℃;c)运行地点月平均相对湿度不大于90%;d)主泵电机冷却器冷却水进水温度为：15℃≤T进水≤35℃;e)最低进水温度15℃,最高进水温度35℃。5.2主泵电机运行期间电源电压和频率的变化范围应符合GB/T755的规定。5.3当电压和频率为额定时，主泵电机效率和功率因数的保证值应符合表1、表2的规定(不计双向推力轴承损耗)。5.4主泵电机的起动转矩应满足在允许的最低电压下，且水泵承受最大倒灌流量和最大出口压力的状态下，将水泵牵入额定转速。在额定电压下，主泵电机堵转转矩与额定转矩之比应不小于0.8。5.5在额定电压下，主泵电机堵转电流与额定电流之比的保证值应不大于7.0。5.6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。3表1效率和功率因数的保证值(6000V、6600V)功率同步转速r/min效率η%功率因数表2效率和功率因数的保证值(10000V)功率同步转速r/min效率η%功率因数cosφ94.994.80.870.86630095.094.995.195.0800095.295.1900095.395.295.495.35.7主泵电机为全电压直接起动。5.8主泵电机应设置空水冷却器(空气和水进行热交换的空气冷却器),其设计应使得排放到安全壳内的热空气温度不高于50℃。5.9主泵电机应设置电加热器，以防止主泵电机静止时结露。5.10主泵电机电气性能保证值的容差应符合GB/T755的规定。5.11主泵电机定子采用155(F)级绝缘。当运行条件符合4.1且功率、电压为额定时，主泵电机绕组的温升限值(用电阻法)应不超过70K;轴承的容许温度(检温计法)应不超过95℃。5.12主泵电机在空载工况下，应能承受提高转速至其额定值的125%、历时2min的超速而不发生有害变形。5.13主泵电机整个绕组在40℃的绝缘电阻值不小于100MΩ,绝缘电阻的测试方法按GB/T20160的规定。45.14主泵电机的定子绕组应能承受匝间冲击耐电压试验而不发生击穿。进行匝间冲击耐电压试验时，其线圈试验冲击电压峰值和试验方法按GB/T22715的规定。5.15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5.16主泵电机应设置机架振动监测装置和轴振动监测装置，并能输出远传信号。主泵电机空载时轴承处测得的机架振动速度有效值应不超过2.8mm/s,轴振动振幅应不超过0.12mm(峰峰值)。5.17主泵电机空载时测得的A计权声功率级的噪声数值应符合GB/T10069.3的规定。5.18主泵电机定子绕组至少应装设6个Pt100埋置式电阻测温元件，并符合JB/T10500.2的规定。推力轴承的每个推力面中的2个轴瓦各装有1个Pt100电阻测温元件，每个导轴承中的2个轴瓦各装有1个Pt100电阻测温元件。5.19主泵电机的油槽应装设就地显示的液位指示器，并能远传液位信号。5.20对于安装有可脱落飞轮结构的主泵电机，应装有飞轮位置监测装置。级设备进行选取，并应符合IEC/IEEE60780-323的要求，转速测量装置的支撑应满足抗震要求。5.22主泵电机不允许在运行中反接电源逆转或制动，只允许单方向旋转。5.23反应堆冷却剂在20℃到正常运行温度之间的倒灌流量下，主泵电机设计允许的起动次数为4000次。正常起动时，主泵电机允许冷态起动2次。5.24主泵电机设计应采取可靠的防止轴电流措施。5.25主泵电机应具有可靠的接地装置，并应有指示接地的明显标志。此标志应保证在主泵电机使用5.26主泵电机表面涂漆应满足反应堆厂房内涂层要求。5.27主泵电机转子动平衡应符合GB/T9239.1—2006中2.5级。5.28主泵电机的转动惯量应符合技术协议或设备技术规范书要求。5.29主泵电机设计寿命为40年。5.30主泵电机的飞轮设计满足以下要求：a)飞轮的设计超速应至少大于最高预计超速的10%,且不低于正常运行转速的1.25倍。预计超速应计及在反应堆冷却剂泵进口或出口处反应堆冷却剂管道破裂，或者汽轮机甩负荷时泵的最高转速。b)对于与轴采用键联接的飞轮，在正常运行转速下，由离心力和飞轮与轴的压配合所造成的组合应力应不超过最小屈服强度的1/3,或在材料弱方向上测得的屈服强度的1/3。对于热套无键联接的飞轮，在正常运行转速下，由离心力和飞轮与轴的压配合所造成的组合应力应不超过最小屈服强度的1/2,或在材料弱方向上测得的屈服强度的1/2。c)由离心力和压配合引起的在设计超速时的组合应力应不超过最小屈服强度的2/3,或不大于弱方向上测得的屈服强度的2/3。d)支撑飞轮的轴和轴承应能承受来自正常运行、预期瞬态、设计基准冷却剂丧失事故(LOCA)以及运行基准地震(SSE1)、安全停堆地震(SSE2)等的任何载荷组合。e)飞轮在“韧性断裂”“非韧性断裂”“过度变形”3种情况下的计算临界转速，应大于2倍正常运行转速。5.31主泵电机应设计成能承受运行基准地震(OBE)所引起的异动工况载荷，并能承受安全停堆地震(SSE)和冷却剂丧失事故(LOCA)同时作用的极限事故工况载荷。在这些载荷的作用下，主泵电机应具有保持其结构完整性的能力。5.32主要材料应符合以下要求：a)主泵电机的轴材料应符合RCCMM2132或EN10083-3的规定。当采用该标准规定之外的材5料时，应向用户提供充分的材料对照说明，并经过批准后方可使用。b)主泵电机的飞轮材料应符合RCCMM2321的规定。当采用该标准规定之外的材料时，应向用户提供充分的材料对照说明，并经过批准后方可使用。c)主泵电机内部引出电缆应采用低烟无卤阻燃电缆。d)主泵电机主绝缘及电缆和内部引线能够耐受累积放射剂量(2.88×10⁵)Gy,且性能无明显下降。主泵电机定子线圈应进行交变湿热试验，且性能无明显下降。e)主泵电机材料中禁止使用铝及其合金材料。5.33主泵电机的外观和装配质量要求如下：——主泵电机的装配应完整、正确，各类标志齐全；——主泵电机转动时应平稳轻快，无停滞现象，声音均匀和谐而无有害的杂音；——主泵电机的轴承油箱、冷却器及相关油管、水管应密封良好，无漏油、漏水等现象。5.34电动机除符合5.1～5.33的要求外，还应进行以下项目的测试：——绕组在冷却状态下直流电阻的测定；——耐电压试验；——空载电流及损耗的测定；——效率、功率因数及转差率的测定；——空载特性曲线的测取；——堵转特性曲线的测取；——轴电压的测定。6试验方法6.1电动机的常规试验按GB/T1032的规定进行。6.2绝缘电阻的测试按GB/T20160进行。6.3匝间绝缘耐冲击电压试验按GB/T22715进行。6.4振动的测定按GB/T10068进行。6.5噪声的测定按GB/T10069.1进行。6.6外形尺寸检查按技术协议要求。底脚支承面的平面度和键槽的对称度允许在零件上进行检查。6.7外观和装配质量检查，用目测检查电动机的装配、外表面油漆和各类标志；用手转动电动机转轴，检查轴承运行情况。检查结果是否符合5.25～5.26的要求。6.8耐电压试验按GB/T755进行。6.9旋转方向的检查按GB/T1971进行。6.10转轴检验：轴最终加工完成后，轴表面应做磁粉探伤检验，检验方法按RCCMMC5000的规定，验收准则按RCCMM2132中相关规定；轴的铁心段部分可在套铁心之前进行检验。6.11飞轮检验：飞轮最终加工完成后，应做液体渗透检验，检验方法按RCCMMC4000的规定，验收准则按RCCMM2321中相关规定；主泵电机做完超速试验后，需对飞轮进行100%体积超声波检验，检验方法和验收准则应符合ASMESec.ⅢNB-2540。7检验规则7.1检验分类主泵电机检验分为检查试验与型式试验。67.2检查试验检查试验项目及试验方法按表3的规定执行。7.3型式试验7.3.1凡遇下列情况之一者，应进行型式试验：——经鉴定定型后，制造商第一次生产；——设计或工艺上的变更足以引起某些性能和参数发生变化；——检查试验结果与以前的型式试验结果发生不可容许的偏差。7.3.2电动机的型式试验项目及试验方法按表3的规定执行。表3检验项目与试验方法序号检验项目检查试验型式试验要求章条号试验方法章条号1机械检查：1)转动检查；2)外观检查；3)安装尺寸检查√√6.6、6.72耐电压试验√√3绕组在冷态下直流电阻的测定√√4绝缘电阻的测定√√5匝间绝缘耐冲击电压试验√√6空载试验"√√7堵转试验”√√8超速试验√√9振动的测定√√旋转方向的检查√√4.8热试验—√效率、功率因数和转差率的测定“——√噪声的测定√最大转矩的测定√转动惯量的测定√轴电压的测定——√转轴检验√√6.10飞轮检验√√6.11”为需要检验的项目，“