? 本文主要介紹了在核電廠的發(fā)展歷程上屏蔽泵的應(yīng)用，重點介紹了屏蔽泵的結(jié)構(gòu)特點、優(yōu)缺點以及屏蔽泵的發(fā)展前景。
? ? 泵的種類應(yīng)有盡有，被廣泛應(yīng)用于化工、石油、電力、食品等多個領(lǐng)域，并且在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)等各個行業(yè)也發(fā)揮著重要的作用。其中，屏蔽泵作為泵類設(shè)備中非常特殊的一種，由于其具有結(jié)構(gòu)特殊、功能特殊等特性，因此越來越為大家注意。又因其能夠達到絕對無泄漏，符合當(dāng)今人類社會安全與環(huán)保的主題，目前在化工、石化、醫(yī)藥、紡織、制冷、航天、核電、軍工等領(lǐng)域已充分采用。本文主要針對屏蔽泵在核電中的發(fā)展和應(yīng)用做以重點介紹。
???? 我們都知道傳統(tǒng)的離心泵都是靠軸封密封完成的，其中，軸封分為機械式和填料式兩種，但是不論哪種軸封都不能完全達到無泄漏。在最早應(yīng)用的特殊化工行業(yè)中，存在各種易燃、易爆、劇毒等介質(zhì)：例如:液氯、光氣、環(huán)氧乙烷等，這些介質(zhì)一旦泄露到空氣中，就會對人體造成致命的危害，對環(huán)境造成難以估量的損失。正是在這種情況下，為了贏求絕對、完全地?zé)o泄漏，屏蔽泵應(yīng)運而生。屏蔽泵是指將定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組分別置于密封金屬筒體內(nèi)的屏蔽電動機驅(qū)動、泵殼與驅(qū)動電機外殼用法蘭密封相連，取消了泵軸動密封結(jié)構(gòu)的泵。追溯其歷史，距今大概已經(jīng)有一百多年了。現(xiàn)在，屏蔽泵在核電行業(yè)中也逐漸被廣泛采用。始建于1954年，服役于1958年，已于1982年停運的世界上第一座“專一民用核電站”美國希平港原子能發(fā)電站的反應(yīng)堆冷卻濟泵（即主泵）就是采用屏蔽泵。核電中的反應(yīng)堆冷卻劑具有高溫、高壓、高輻射等特點，而使用無泄漏的屏蔽泵作為主泵，結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)簡單，省去了軸承潤滑油系統(tǒng)和復(fù)雜的軸封系統(tǒng)。下圖1為基本型的屏蔽泵，主要由電機定子、轉(zhuǎn)子部件（軸）、葉輪、泵體、耐磨板、定轉(zhuǎn)子屏蔽套、軸承等幾部分組成。從上圖可以看出屏蔽泵的幾大特點：
? ? 1、電機和泵連成一體，與傳統(tǒng)的軸封泵和電機通過聯(lián)軸器相連有很大的區(qū)別，傳統(tǒng)的軸封泵通過聯(lián)軸器與電機連接，轉(zhuǎn)子位置是固定的，而屏蔽泵的轉(zhuǎn)子是動態(tài)的，只有當(dāng)軸向力平衡時才能在某一位置達到平衡，當(dāng)介質(zhì)的特性如溫度、壓力、粘度等發(fā)生改變時，該轉(zhuǎn)子也會發(fā)生相應(yīng)的移動，換言之，同一臺屏蔽泵，輸送不同工況的介質(zhì)或者不同的溫度壓力等，平衡狀態(tài)是不一樣的。基于此，筆者得出這樣結(jié)論：想用好屏蔽泵，就一定要控制好軸向力。
? ? 2、電機轉(zhuǎn)子和泵軸為共用；即電機的轉(zhuǎn)子也是泵軸，兩者合二為一；

圖1 屏蔽泵結(jié)構(gòu)圖（基本型）

? ? 3、定子屏蔽套：定子屏蔽套是安裝在定子鐵芯里孔內(nèi)的一個很薄的金屬隔套，與定子里孔完全接觸，保證介質(zhì)與電機定子完全隔離，由于屏蔽泵轉(zhuǎn)子完全浸泡在介質(zhì)中，為減少屏蔽套內(nèi)產(chǎn)生的渦流損失并減少溫升、改善電機的運轉(zhuǎn)條件，屏蔽泵必須是采用非磁性、高電阻材料，并在保證其強度的條件下越薄越好，與轉(zhuǎn)子屏蔽套的間隙越小越好。據(jù)筆者了解，幾乎所有定子屏蔽套都是采用的Hastelloy C合金，厚度一般不超過0.6MM。也許大家會感覺這么薄怎么能承受介質(zhì)的壓力呢？這樣理解是不正確的：定子屏蔽套并非承受介質(zhì)壓力，只是起到隔離作用，其外部通過定子鐵芯和兩端的支撐筒（或叫加固套）來承擔(dān)。還有一種衍生出來的新的屏蔽泵就是濕定子泵， 這種泵甚至連屏蔽套也沒有，下文繼續(xù)介紹。
? ? 由于美國希平港核電站的順利竣工，吹響了歐美以及日本核電大發(fā)展的號角。在接下來的二十世紀(jì)六七十年代，全球興起了一波核電建設(shè)的浪潮。考慮到核電的經(jīng)濟性，這一時期建設(shè)的核電發(fā)電功率都在300MW以上，遠遠超出希平港的60MW。由于當(dāng)時屏蔽泵的制造難度及在制造工藝等各方面尚未成熟，同時當(dāng)時的屏蔽泵并不能滿足壓水堆核電廠的惰轉(zhuǎn)要求，但使用軸封泵可以通過設(shè)置很大的飛輪達到該項要求，所以在這一時期建設(shè)的核電站幾乎全部采用軸封泵，而放棄了屏蔽泵。我國的大亞灣核電站就是引進的法國該時期的技術(shù)路線，而在大亞灣基礎(chǔ)上改進型的嶺澳一期及正在建設(shè)的二代改進型百萬千瓦壓水堆核電站兩個共用機組只采用了八臺核三級屏蔽泵，主要用于輔助廠房中硼酸的輸送以及硼回收系統(tǒng)反應(yīng)堆冷卻劑的輸送。以上幾臺小的屏蔽泵由于溫度和壓力等工況不是很高，所以都和正常的屏蔽泵區(qū)別不大。