一、畢業(yè)設(shè)計（論文）的課題背景根據(jù)國家能源局的數(shù)據(jù)，2005年世界裝機3.74億千瓦，核電裝機占總發(fā)電裝機的比例全球為9.66%、法國56.21%、韓國26.86%、日本19.00%、德國17.07%、美國10.45%。從1985年起步的中國核電，共建設(shè)了11臺核電機組，但總裝機容量僅為910萬千瓦。目前，我國核電中長期規(guī)劃（2005-2020年）的目標是：到2020年核電運行裝機容量爭取達到4000萬千瓦，在建1800萬千瓦。未來三年內(nèi)中國將開建8個核電站，16臺核電機組，裝機容量在1000萬千瓦以上。這意味著，未來三年的核電建設(shè)總量將超過過去23年的總和1。秦山核電站是我國大陸第一座核電站。于1985年開工建設(shè)，1994年投入商業(yè)運行。至今已有十多年安全運行的良好業(yè)績。它的建成為我國的核電自主化事業(yè)的進一步發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。但是，當時我國核電站的研制基礎(chǔ)相對薄弱，核電抗震規(guī)范還沒有出臺，一些輔助的設(shè)備沒有考慮抗震要求。廣東省深圳的大亞灣核電站是我國引進國外資金、設(shè)備和技術(shù)的第一座大型商用核電站，也是我國改革開放以來最大的中外合資項目之一。它裝有2臺單機容量為98.4萬千瓦的壓水堆核電機組。2套機組分別在1994年2月和5月投入商業(yè)運行。但是，大亞灣引進的是法國的技術(shù)，多數(shù)設(shè)備是從國外進口的。直到2005年，我國大陸地區(qū)核電裝機總?cè)萘砍^8700MW，雖然有些國產(chǎn)設(shè)備，但其反應堆冷卻劑循環(huán)所用的核主泵電機機組，卻沒有一臺是國產(chǎn)的2。核主泵電機機組設(shè)計制造技術(shù)在世界上是保密的，而且被發(fā)達國家列為“禁運”產(chǎn)品，我國只能依靠本國的科技人才與科技儲備自行研發(fā)。恰?，旊娬?00MW核電設(shè)備是我國自行設(shè)計并且制造的產(chǎn)品，其中哈爾濱電機責任有限公司經(jīng)過多年努力自行研發(fā)成功4700MW核主泵電機，使我國成為世界上第四個自主開發(fā)這種產(chǎn)品的國家3。在大力發(fā)展核電的今天，我們很有必要去攻克核主泵設(shè)計、生產(chǎn)、制造的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)核主泵的國產(chǎn)化。核主泵的國產(chǎn)化符合國家政策導向，具有極大的經(jīng)濟和政治意義。核電站事故具有巨大的危害性，2011年發(fā)生的有日本大地震引起的福島核電站泄漏對日本的經(jīng)濟和生活造成了極大的影響。目前人們對付地震這種自然災害仍處在預防階段，核電設(shè)備尤其要考慮到這一點。因為關(guān)系到廣大人民的生命和財產(chǎn)安全，核電站抗震設(shè)計要求很高。為了避免放射性災害，在規(guī)劃設(shè)計階段就要考慮到可能發(fā)生的事故，并且采取明確的保護措施。但是由于核電站的設(shè)計要考慮到千年一遇甚至是萬年一遇的強震，并且這種強震與其他事故組和發(fā)生的概率要更加小得多，在幾十年甚至幾百年內(nèi)都難以積累到足夠的現(xiàn)場經(jīng)驗，因此，現(xiàn)在核電站沒有出現(xiàn)地震事故并不能證明其抗震設(shè)計是安全的4。核主泵電機是核主泵結(jié)構(gòu)的動力驅(qū)動，相當于人體的心臟。因此，為了保證核主泵結(jié)構(gòu)的正常運行，防止核擴散，對核主泵電機進行抗震有限元分析尤為重要。二、畢業(yè)設(shè)計（論文）的技術(shù)參數(shù)（研究內(nèi)容）闡述核電發(fā)展概況以及國內(nèi)外核安全評價標準，了解核主泵整體結(jié)構(gòu)以及核主泵電機特性，利用有限元軟件ANSYS對核主泵在第三類工況和第四類工況下的固有特性進行分析。得到前20階的頻率和振型后，對分析結(jié)果做了比較。三、畢業(yè)設(shè)計（論文）應完成的具體工作1、完成設(shè)計論文寫作；2、完成相關(guān)圖紙繪制；3、完成相關(guān)外文文獻翻譯；4、完成答辯。主泵電機介紹1.2.1核主泵整體結(jié)構(gòu)反應堆冷卻劑泵簡稱為主泵，它是反應堆冷卻劑系統(tǒng)的主要設(shè)備和壓力邊界的設(shè)備之一。它的主要功能是在系統(tǒng)充水時趕氣；在開堆前循環(huán)升溫；在正常運行時，確保一回路冷卻劑循環(huán)以冷卻堆芯。核主泵與普通泵的最大區(qū)別在于強調(diào)壓力邊界的完整性和在特殊工況下的可運行性，因此對泵的可靠性和安全性提出了更高的要求。為了解核主泵電機的功能和結(jié)構(gòu)，我們需要首先了解核主泵的整體結(jié)構(gòu)。圖1.1為軸封式主泵典型結(jié)構(gòu)。圖1.1軸封式主泵典型總體結(jié)構(gòu)圖如圖1.1所示，軸封式主泵主要由機座、泵體、核主泵電機、軸與軸承、葉輪、接線盒和冷卻器組成。電機軸由二個徑向軸承和一個推力軸承組成，推力軸承放置在飛輪的下方；泵轉(zhuǎn)子只有一個徑向軸承，設(shè)置在葉輪上方。核主泵電機通過聯(lián)軸器與泵體連接成一個整體，再通過主法蘭上的支架固定在基座上，地震激勵由主法蘭上的支架傳遞到核主泵電機和主泵。主泵可分為兩大類：屏蔽泵和軸封泵。由于屏蔽泵效率低，材料和制造難度高，維修困難，并且隨著核電站安全性和經(jīng)濟性要求的提高，并為適應大容量核電機組的要求，軸封泵取代了屏蔽泵。目前在國內(nèi)以建成的或正在建的核電站中所采用的主泵都是軸封式的，如大亞灣、嶺澳、秦嶺二期的主泵機組。核主泵結(jié)構(gòu)的電機軸與泵軸的聯(lián)系方式有剛性聯(lián)接（圖1.2）和柔性聯(lián)接兩種兩種5。圖1.2典型的軸密封剛性連接的主泵結(jié)構(gòu)剛性聯(lián)接是將電機軸與泵軸聯(lián)接成一體，軸向推力全部由電動機推力軸承承擔（也稱為三軸承