CN107302280A - 一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构 - Google Patents

Abstract

一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构，包括电机轴和飞轮，所述电机轴的一端穿过飞轮且电机轴的末端设有固定螺母，所述飞轮通过所述固定螺母压紧在所述电机轴上，飞轮和电机轴之间键连接，飞轮中部的上下端分别嵌入有对飞轮起止动作用的上锥形环和下锥形环，上锥形环和下锥形环均套装在电机轴上。该电机为立式安装结构，飞轮固定在电机轴伸上，能够满足电机高速（6P）运行工况下的转动惯量要求，在断电情况下，还能够为堆芯提供冷却剂，从而保证核电站主泵系统和堆芯的安全。

Description

一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构

技术领域

本发明属于工程电动机领域，具体涉及一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构。

背景技术

反应堆冷却剂泵（简称“主泵”）是核电站冷却系统最重要设备，其主要功能是驱动反应堆冷却剂在一回路系统中循环，将堆芯产生的热量传递出去，主泵的可靠运转才能确保核电站连续安全运行。在发生主泵断电的情况下，反应堆紧急停堆，此时通过堆芯的冷却剂流量会急剧减少，堆芯产生的热量传递不出去，给反应堆的安全带来威胁。

为确保断电工况下堆芯的安全，要求主泵机组配置飞轮。飞轮是一种有效的储能部件，通过在主泵立式电机上设置飞轮，可以有效提高主泵机组的转动惯量，在主泵断电后，有效延长主泵的惰转时间。可保持较高的冷却剂流量通过反应堆堆芯，带出反应堆停堆后的残余热量，避免堆内燃料元件的烧毁，保证整个堆芯安全。

同时，飞轮作为高速储能系统，转速高，若固定不牢固，则对整个系统的安全带来隐患。因此必须对飞轮结构进行合理选择，采取可靠的结构来保证系统的安全。

电机飞轮的主要作用是增大电机的转动惯量，在运行期间减少对整个系统的冲击损害，保证电机的平稳运行。为了增加飞轮的转动惯量，部分飞轮的外径尺寸做的较大，重量很重，如何固定并能方便的装拆飞轮是电机设计和车间装配必须考虑和解决的问题。采用紧固件连接或热套过盈等常规固定方法都有不足之处，比如装拆过程较为复杂，不方便用户现场维护，并且电机轴与飞轮配合处加工要求较高，设计和加工均比较繁琐。

另外，若飞轮与轴过盈失效，飞轮容易下落，则失去其提供转动惯量功能的风险；且飞轮下落时，对电机下机架产生一定冲击，产生不安全隐患。

因此，需提供一种安全可靠的飞轮固定机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构，该结构固定可靠、连接牢固、运行安全，能够满足电机高速（6P）运行工况下的转动惯量要求，在断电情况下，还能够为堆芯提供冷却剂，从而保证核电站主泵系统和堆芯的安全。

基于上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构，包括电机轴和飞轮，所述电机轴的一端穿过飞轮且电机轴的末端设有固定螺母，所述飞轮通过所述固定螺母压紧在所述电机轴上，飞轮和电机轴之间键连接，飞轮中部的上下端分别嵌入有对飞轮起止动作用的上锥形环和下锥形环，上锥形环和下锥形环均套装在电机轴上。

进一步地，所述固定螺母上周向设有第一、第二、第三紧固件，第一、第二、第三紧固件均和固定螺母螺纹连接，第一、第二、第三紧固件均穿过固定螺母，且第一紧固件末端和飞轮顶接，第二紧固件末端和下锥形环顶接，第三紧固件末端伸入飞轮内，第三紧固件和飞轮螺纹连接。

较好地，第一、第二、第三紧固件均为若干个，第一、第二、第三紧固件均围绕电机轴周向均匀布设。

较好地，第一、第二、第三紧固件各至少为两个。

相对于现有核电站立式电机飞轮固定结构，本发明一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构具有以下优点：

作为本发明一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构的一种改进，第一紧固件和飞轮下端顶接，防止飞轮轴向移动；

作为本发明一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构的一种改进，上锥形环、下锥形环与电机轴通过小过盈配合，保证上锥形环、下锥形环、飞轮与电机轴紧密联接成一体，防止飞轮径向移动；

作为本发明一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构的一种改进，飞轮与电机轴通过键传递扭矩，任何工况下始终保持与电机轴相连，实现转动惯量功能；

作为本发明一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构的一种改进，通过紧固件和固定螺母三重连接，保证飞轮固定安全可靠。泵机组正常运转及在允许的范围内超速时，飞轮与电机轴紧密联接成一体，增加飞轮整体的稳定性，从而保证飞轮的完整性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，其中，1.飞轮、2.固定螺母、3.第一紧固件、4.第二紧固件、5.键、6.电机轴、7.第三紧固件、8.下锥形环、9.上锥形环。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此。

实施例1

如图1所示，一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构，包括电机轴6和飞轮1，所述电机轴6的一端穿过飞轮1且电机轴6的末端设有固定螺母2，所述飞轮1通过所述固定螺母2压紧在所述电机轴6上，飞轮1和电机轴6之间通过键5连接，飞轮1中部的上下端分别嵌入有对飞轮1起止动作用的上锥形环8和下锥形环9，上锥形环8和下锥形环9均套装在电机轴6上。

进一步地，所述固定螺母2上周向设有第一紧固件3、第二紧固件4、第三紧固件7，第一紧固件3、第二紧固件4、第三紧固件7均和固定螺母2螺纹连接，第一紧固件3、第二紧固件4、第三紧固件7均穿过固定螺母2，且第一紧固件3末端和飞轮1顶接，第二紧固件4末端和下锥形环9顶接，第三紧固件7末端伸入飞轮1内，第三紧固件7和飞轮1螺纹连接。

第一紧固件3、第二紧固件4、第三紧固件7均为若干个，第一紧固件3、第二紧固件4、第三紧固件7均围绕电机轴6周向均匀布设。

第一紧固件3、第二紧固件4、第三紧固件7各至少为两个。

安装时，首先把上锥形环9套在电机轴6上端的挡肩处，把键5嵌入电机轴6的键槽内，顺键槽方向把飞轮1套在电机轴6上，然后把下锥形环8固定在飞轮1下方，并用固定螺母2拧紧，最后旋入第一紧固件3、第二紧固件4、第三紧固件7且第一紧固件3末端和飞轮1顶接，第二紧固件4末端和下锥形环9顶接（对下锥形环9进行固定），第三紧固件7末端伸入飞轮1内，第一紧固件3和第三紧固件7均对飞轮1进行限位和固定，第一紧固件3、第二紧固件4、第三紧固件7均为四个，三个紧固件把固定螺母2与下锥形环9、飞轮1固定在一起。

其中，上锥形环8和下锥形环9起定心和定位作用，另外支撑飞轮1的重力，保证飞轮1与电机轴6同心，保持飞轮1的轴向和径向平衡。键5用来传递扭矩，实现飞轮1转动惯量的功能。固定螺母2的主要作用是支撑下锥形环9和压紧飞轮1，以防飞轮1向下脱落；紧固件均固定在飞轮1下端，把固定螺母2与飞轮1连接在一起，而且使飞轮1、下锥形环9、固定螺母2连接为一个整体。保证整个飞轮1可靠地固定在电机轴6上，防止飞轮1轴向、径向移动。

作为本发明一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构，所述飞轮1材料采用高强度锻钢制造；

作为本发明一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构，所述电机轴6材料采用钢40Cr制造；

作为本发明一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构，所述锥形环材料采用钢45制造；

作为本发明一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构，所述固定螺母2材料采用钢45制造。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构，包括电机轴和飞轮，其特征是：所述电机轴的一端穿过飞轮且电机轴的末端设有固定螺母，所述飞轮通过所述固定螺母压紧在所述电机轴上，飞轮和电机轴之间键连接，飞轮中部的上下端分别嵌入有对飞轮起止动作用的上锥形环和下锥形环，上锥形环和下锥形环均套装在电机轴上。

2.根据权利要求1所述的核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构，其特征是：所述固定螺母上周向设有第一、第二、第三紧固件，第一、第二、第三紧固件均和固定螺母螺纹连接，第一、第二、第三紧固件均穿过固定螺母，且第一紧固件末端和飞轮顶接，第二紧固件末端和下锥形环顶接，第三紧固件末端伸入飞轮内，第三紧固件和飞轮螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构，其特征是：第一、第二、第三紧固件均为若干个，第一、第二、第三紧固件均围绕电机轴周向均匀布设。

4.根据权利要求3所述的核电站主泵立式电机高可靠性飞轮固定机构，其特征是：第一、第二、第三紧固件各至少为两个。