CN105628382A - 一种反应堆冷却剂泵水润滑径向轴承试验装置及其试验模拟方法 - Google Patents

Abstract

一种反应堆冷却剂泵水润滑径向轴承试验装置及其试验方法，实际是一种反应堆冷却剂泵水润滑径向轴承试验装置，具体公开一种反应堆冷却剂泵水润滑径向轴承试验装置，弹性柱销联轴器可调整轴系对中、承受较大瞬时过载和缓冲吸振，单列深沟球轴承，既可承载运行工况下的轴向力，又保证轴系在高速工况平稳运转，电磁感应加热可实现轴承外围不同级别温度载荷施加，回路中加压泵以及调节阀对试验装置进行轴承冷却水水量、压力以及温度调节，水箱加热器与冷却器调节轴承注入冷却水温度，试验装置与轴承在反应堆冷却剂泵中运行条件相同。本发明结构简单、适用性强、应用范围广，适用于不同级别核主泵水润滑径向轴承的性能测试。

Description

一种反应堆冷却剂泵水润滑径向轴承试验装置及其试验模拟方法

技术领域

本发明属于设备试验装置技术领域，特别涉及一种反应堆冷却剂泵水润滑径向轴承试验装置及其试验模拟方法。

背景技术

近年来，由于人们逐渐意识到环境、节省能源对人类可持续发展的重大意义，开发新型的节能无污染产品的呼声愈来愈高。核泵在这方面具有巨大的优势，因此水润滑轴承具有巨大的发展潜力。

在主泵中，水润滑轴承是主泵的关键核心部件之一，轴承系统设计好坏、运行可靠性和耐久性直接影响主泵运行安全可靠性、稳定性和维修周期。试验台架直接决定研制轴承的精准度。

但是，主泵水润滑径向轴承技术（包括试验台）一直为欧美等少数几个发达国家垄断，严重制约我国反应堆新型堆型的研制。

本次发明，可以为国家节约大量的外汇及抢占核电装备的制高点，同时，将加快我国先进压水堆主泵的设计、制造自主化的水平，提升主泵产品质量，提高生产效率，从而具备批量生产能力，降低制造成本，这对实现“核电制造国产化，使之成为国民经济的支柱产业”的发展战略具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种反应堆冷却剂泵水润滑径向轴承试验装置及其试验模拟方法。

本发明的目的是这样实现的，它包括：支架，其特征是：所述支架由电机支架、中间支架和下支架组成，中间支架与电机支架和下支架的结合处分别设置有转子支撑部件、试验轴承固定部件；所述中间支架上设置有转子支撑部件：支撑轴承体，支撑轴承体内部设置有滚动轴承，下支架与中间支架的结合处设置有加热块，转轴穿过加热块插入支撑轴承体内，转轴的驱动端通过联轴器与设置在电机支架上的电机连接；转轴的非驱动端设置有试验台载荷施加装置，试验台载荷施加装置由加载轴承体，加载轴承体内部设置的滚动轴承和加载轴承体端部的压盖组成；下支架的立柱上固定有载荷传递通道，所述载荷传递通道是由固定板、拉杆、压盖组成，拉杆的一端固定在试验台载荷施加装置的侧面，拉杆中部设置有载荷测量传感器。

所述转轴中部设置有水润滑径向轴承，水润滑轴承的两端均依次设置有压盖和机械密封。

所述压盖上设置有两个轴承冷却水温度测量点，压盖通过双头螺柱连接水润滑径向轴承和机械密封。

滚动轴承与转轴之间为过盈装配。

其试验步骤如下：

1）检查传感器和数据采集卡的线路连接，完成信号采集的初期工作；

2）启动微量位移传感器的采集界面，根据实际需要对水润滑径向轴承接触比压进行调整，保证接触比压不小于0.8Mpa，并保存采集的信号曲线；

3）缓慢用手压泵向水润滑轴承施加负载，待载荷传感器示数略小于设计负载时停止施加负载；

4）调整加热块温度，继续压动手压泵,接近0.8Mpa时，开动电动试压泵向密封腔中充入高压介质，调节活塞可调式减压阀的出口压力，实现高压介质和润滑油压力相同，保持一种动态平衡；

5）通过变频器调整电机以较低的转速输入齿轮增速箱，经增速后带动测试动环（31）旋转；启动循环泵来稳定齿轮增速箱的工作温度；

6）试验台正常工作后开始采集测试水润滑轴承的各项参数：温度、转数、承受载荷、承受水压等试验测试任务。

本发明的优点是：1.本发明为全尺寸1:1立式水润滑径向轴承试验装置，可完全模拟水润滑径向轴承在反应堆冷却剂泵中的真实情况。

2.兼容性强，节省金属资源。无须更换与试验轴承有机械接口的机械密封、压盖等零部件，即可实现。

3.可实现摩擦副直径为240——350mm、转速10——3000RPM、0——300℃环境温度、冷却水注入温度室温——95℃、水压0——5MPa、加载载荷0——40KN水润滑径向轴承，包络范围广，结构尺寸紧凑，易于实现，可操作性强。

4.节能环保：为国家节约大量的稀有金属；试验台架采用循环回路，节约水资源。

5．节约外汇：本发明能够适用于国内在役或后续主泵水润滑径向轴承，节省外汇，具有很好经济效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意简图。

下面将结合附图通过实例对本发明作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权力保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

实例1

所述支架由电机支架、中间支架和下支架组成，中间支架与电机支架和下支架的结合处分别设置有转子支撑部件、试验轴承固定部件；所述中间支架上设置有转子支撑部件：支撑轴承体，支撑轴承体内部设置有滚动轴承，下支架与中间支架的结合处设置有加热块，转轴穿过加热块插入支撑轴承体内，转轴的驱动端通过联轴器与设置在电机支架上的电机连接；转轴的非驱动端设置有试验台载荷施加装置，试验台载荷施加装置由加载轴承体，加载轴承体内部设置的滚动轴承和加载轴承体端部的压盖组成；下支架的立柱上固定有载荷传递通道，所述载荷传递通道是由固定板、拉杆、压盖组成，拉杆的一端固定在试验台载荷施加装置的侧面，拉杆中部设置有载荷测量传感器。

所述转轴中部设置有水润滑径向轴承，水润滑轴承的两端均依次设置有压盖和机械密封。

所述压盖上设置有两个轴承冷却水温度测量点，压盖通过双头螺柱连接水润滑径向轴承和机械密封。

滚动轴承与转轴之间为过盈装配。

其试验步骤如下：

1）检查传感器和数据采集卡的线路连接，完成信号采集的初期工作；

2）启动微量位移传感器的采集界面，根据实际需要对水润滑径向轴承接触比压进行调整，保证接触比压不小于0.8Mpa，并保存采集的信号曲线；

3）缓慢用手压泵向水润滑轴承施加负载，待载荷传感器示数略小于设计负载时停止施加负载；

4）调整加热块温度，继续压动手压泵,接近0.8Mpa时，开动电动试压泵向密封腔中充入高压介质，调节活塞可调式减压阀的出口压力，实现高压介质和润滑油压力相同，保持一种动态平衡；

5）通过变频器调整电机以较低的转速输入齿轮增速箱，经增速后带动测试动环（31）旋转；启动循环泵来稳定齿轮增速箱的工作温度；

6）试验台正常工作后开始采集测试水润滑轴承的各项参数：温度、转数、承受载荷、承受水压等试验测试任务。

水润滑径向轴承（9）通过圆螺母安装在转轴（20）上，与压盖（8）用6个双头螺柱把合，机械密封（7）坐落在压盖（8）上端面，在水润滑径向轴承（9）另一端亦有一压盖（8）安装机械密封，在压盖（8）端面有2个轴承冷却水温度测量点，支持轴承体（6）安装在转轴（10）上，滚动轴承（5）安装在支撑轴承体（6）内与转轴呈过盈装配，内圈由轴肩轴向定位同时通过一个圆螺母、止动垫片进行锁紧、防松，外圈用压盖进行固定定位，水润滑径向轴承通过导向键与安装在中间支架（11）的加热块（10）用螺钉紧固把合，用于支撑试验台架下支架（12）通过地脚螺栓安装在导轨，滚动轴承（22）、加载轴承体（23）、压盖（19）组成试验台载荷施加装置，此外，通过拉杆（15）、（18）以及盖（16）构成载荷传递通道，在拉杆（15）、（18）间设有载荷测量传感器，载荷传递通道通过固定在下支架（12）的固定板（13）作为载荷施加支点，支撑轴承体（6）座落在中间支架（11）并与螺栓就近把实，电机支架（3）通过定位止口以及螺栓与中间支架（11）定位把合，驱动电机（1）与转轴（20）由弹性柱销联轴器（2）联接，电磁转速传感器安装在电机支架（3）上法兰面方便测取转轴转速，水润滑径向轴承外壳处设有一圈位移传感器来测量最小水膜厚度以及轴心轨迹，在水润滑径向轴承进口段管路处设有流量、压力、温度实时就地显示及远程监测仪表，系统由柱塞泵进行水润滑轴承进口冷却润滑水压力供给，通过主回路阀及旁路阀进行不同级的压力、流量调节（可由PLC实现），水润滑径向轴承出口处亦设有流量、温度、压力监测仪表，系统供水温度由回路的水箱加热器以及冷却器进行综合调节，水润滑径向轴承外围设有电感应加热装置可保证轴承与在反应堆冷却剂泵中运行的环境一致。

Claims (5)

1.一种反应堆冷却剂泵水润滑径向轴承试验装置，它包括：支架，其特征是：所述支架由电机支架、中间支架和下支架组成，中间支架与电机支架和下支架的结合处分别设置有转子支撑部件、试验轴承固定部件；所述中间支架上设置有转子支撑部件：支撑轴承体，支撑轴承体内部设置有滚动轴承，下支架与中间支架的结合处设置有加热块，转轴穿过加热块插入支撑轴承体内，转轴的驱动端通过联轴器与设置在电机支架上的电机连接；转轴的非驱动端设置有试验台载荷施加装置，试验台载荷施加装置由加载轴承体，加载轴承体内部设置的滚动轴承和加载轴承体端部的压盖组成；下支架的立柱上固定有载荷传递通道，所述载荷传递通道是由固定板、拉杆、压盖组成，拉杆的一端固定在试验台载荷施加装置的侧面，拉杆中部设置有载荷测量传感器。

2.根据权利要求1所述的一种反应堆冷却剂泵水润滑径向轴承试验装置，其特征是：所述转轴中部设置有水润滑径向轴承，水润滑轴承的两端均依次设置有压盖和机械密封。

3.根据权利要求2所述的一种反应堆冷却剂泵水润滑径向轴承试验装置，其特征是：所述压盖上设置有两个轴承冷却水温度测量点，压盖通过双头螺柱连接水润滑径向轴承和机械密封。

4.根据权利要求1所述的一种反应堆冷却剂泵水润滑径向轴承试验装置，其特征是：滚动轴承与转轴之间为过盈装配。

5.一种反应堆冷却剂泵水润滑径向轴承试验装置的试验模拟方法，其特征是包括以下步骤1）检查传感器和数据采集卡的线路连接，完成信号采集的初期工作；

2）启动微量位移传感器的采集界面，根据实际需要对水润滑径向轴承接触比压进行调整，保证接触比压不小于0.8Mpa，并保存采集的信号曲线；

3）缓慢用手压泵向水润滑轴承施加负载，待载荷传感器示数略小于设计负载时停止施加负载；

4）调整加热块温度，继续压动手压泵,接近0.8Mpa时，开动电动试压泵向密封腔中充入高压介质，调节活塞可调式减压阀的出口压力，实现高压介质和润滑油压力相同，保持一种动态平衡；

5）通过变频器调整电机以较低的转速输入齿轮增速箱，经增速后带动测试动环（31）旋转；启动循环泵来稳定齿轮增速箱的工作温度；

6）试验台正常工作后开始采集测试水润滑轴承的各项参数：温度、转数、承受载荷、承受水压等试验测试任务。