CN108386488A - 可复装的脱落式飞轮结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可复装的脱落式飞轮结构，其主体结构由轴套、飞轮内套、飞轮本体、上套环、下套环、垫片等组成，其中，轴套通过第二圆柱销固定在电动机轴上，上套环、下套环分别通过第一圆柱销和第二圆柱销固定在飞轮内套内圆，位于飞轮内套与电动机轴之间，飞轮内套与电动机轴过盈配合。当核电厂事故工况下，电动机转速达到脱落转速时，可脱落式飞轮与电动机轴分离，圆筒形的上、下套环使飞轮继续保持与电动机轴同中心，确保飞轮安全降速并停转，既保护飞轮免受超速等事故状况下的离心力破坏，又可以在检查后完成复装。
Description
技术领域
本发明是一种可复装的脱落式飞轮结构。
背景技术
核电厂反应堆主冷却系统用主泵驱动电动机主要为立式异步电动机，在核电厂事故断电时，电动机必须能够提供足够的转动惯量，使泵转速缓慢下降，冷却剂流量缓慢减小，带出反应堆停堆后的残余热量，避免反应堆内燃料元件烧毁。仅靠电动机转子本体无法产生足够转动惯量，电动机转子上安装有一件大质量飞轮,飞轮是涉及核电站安全的关键部件，用来贮存能量使主泵在电源故障后短暂但关键的时段内转动。常见飞轮结构是不可脱落式飞轮结构，通过平键、弧键以及保险环等固定在电动机轴上。当核电站发生超速事故时，飞轮受过大的离心力作用会发生断裂的严重事故，影响核电厂的安全运行。
发明内容
本发明的目的是设计一种可复装的脱落式飞轮结构，在核电厂事故工况、电动机发生超速事故时，能够保护飞轮免受过大离心力破坏，又可以在检修后完成复装，提高核电厂反应堆主冷却系统安全性、稳定性和可靠性，解决了核电安全运行的一项关键问题。本发明的技术方案为：一种可复装的脱落式飞轮结构，轴环(4)套装在电动机轴(9)上，轴环(4)通过第二圆柱销(5)与电动机轴(9)固定，垫片(8)压装在圆柱销(5)端部，垫片(8)与轴环(4)焊接牢固；飞轮本体(1)与飞轮内套(2)过盈配合装配成一体，上套环(6)通过第一圆柱销(3)安装在飞轮内套(2)上方内侧，下套环(7)安装在飞轮内套(2)下方内侧，下套环(7)通过第三圆柱销(10)与飞轮内套(2)固定，飞轮内套(2)通过过盈配合套装到电动机轴(9)上。
本发明工作原理：
本发明的可复装的脱落式飞轮结构，是根据电动机运行转速，飞轮、飞轮内套、电动机轴尺寸，通过应力计算分析，选取各部件间适当的过盈量参数，以得到适合的飞轮脱落转速，此飞轮脱落转速要满足如下条件：高于电动机超速试验转速且低于飞轮与飞轮内套分离转速，在该脱落转速下，飞轮所承受的应力要小于材料屈服强度的三分之二。
当电动机转速达到飞轮脱落转速时，在离心力的作用下，飞轮内套(2)锥形内圆与电动机轴(9)锥形段之间的过盈量减小使得飞轮内套(2)连同飞轮本体(1)从电动机轴上脱落，脱落过程中，上套环(6)和下套环(7)随飞轮内套一同脱落，保证飞轮内套(2)继续保持与电动机轴(9)同中心，避免飞轮内套(2)在脱落过程中与电动机轴发生碰撞摩擦而损害飞轮内套(2)内表面。飞轮本体(1)和飞轮内套(2)脱落后落在下方的飞轮承载装置上，安全降速并停转，经过检修维护可以复装继续运行。
本发明的优点：
本发明的可复装的脱落式飞轮结构，在核电厂事故工况、电动机发生超速事故时，转速达到脱落转速，可脱落式飞轮可以与电动机轴分离并安全脱落，保护飞轮免受超速等事故状况下的离心力破坏，有效避免不可脱落式飞轮结构在核电站发生超速事故时，受过大的离心力作用发生断裂，从而影响核电厂安全运行的问题；飞轮脱落后，上下套环发挥脱落导向作用，防止电动机和飞轮本身发生碰撞摩擦，飞轮内套与电动机轴保持同心，安全落在下方的飞轮承载装置上，主泵驱动电动机安全停机后，经过检修维护可以复装继续运行，重新投入使用，大大缩短了核电厂事故后的检修维护时间以及维修成本；飞轮内套通过过盈配合的方式安装在电动机轴上，配合面选用圆锥面，当电动机转速达到飞轮脱落转速，即飞轮内套在离心力作用下，与轴之间的过盈量减小达到限值点，飞轮开始脱落，过盈配合面接触面积迅速减小，极大缩短了脱落时间，为核电厂事故报警和处理事故争取到更多时间，此外，相较圆柱面配合面增大了接触面积，在相同过盈量情况下获得更大的摩擦力，安装更为牢固。
附图说明：
图1为本发明可复装的脱落式飞轮剖视图。
具体实施方式
图1所示为本发明可复装的脱落式飞轮剖视图，轴环4套装在电动机轴9上，轴环4通过第二圆柱销5与电动机轴9固定，垫片8压装在第二圆柱销5端部，垫片8与轴环4焊接牢固，防止第二圆柱销5窜动；飞轮本体1为整体锻件加工而成，具有优良的力学性能；飞轮本体1上下面外侧分别加工有环形槽，用于电动机转子动平衡时安装平衡配重块用；上套环6通过第一圆柱销3安装在飞轮内套2上方内侧；下套环7安装在飞轮内套2下方内侧，通过第三圆柱销10与飞轮内套2固定；飞轮本体1与飞轮内套2过盈配合装配成一体，飞轮内套2连同飞轮本体1通过过盈配合套装到电动机轴9上。
本发明的可复装的脱落式飞轮结构，是根据电动机运行转速，飞轮、飞轮内套、电动机轴尺寸，通过应力计算分析，选取各部件间适当过盈量参数，以得到适合的飞轮脱落转速，此飞轮脱落转速要满足如下条件：高于电动机超速试验转速，低于核电厂事故工况下电动机的超速转速，低于飞轮材料断裂转速，低于飞轮与飞轮内套分离转速。
当电动机转速达到飞轮脱落转速时，在离心力的作用下，飞轮内套2锥形内圆与电动机轴9锥形段之间的过盈量减小使得飞轮内套2连同飞轮本体1从电动机轴上脱落，脱落过程中，上套环6和下套环7随飞轮内套一同脱落，保证飞轮内套2继续保持与电动机轴9同中心，避免飞轮内套2在脱落过程中与电动机轴发生碰撞摩擦而损害飞轮内套2内表面。飞轮本体1和飞轮内套2脱落后落在下方的飞轮承载装置上，安全降速并停转，经过检修维护可以复装继续运行。
本发明的可复装的脱落式飞轮结构，在核电厂事故工况、电动机发生超速事故时，转速达到脱落转速，可脱落式飞轮可以与电动机轴分离并安全脱落，保护飞轮免受超速等事故状况下的离心力破坏，有效避免不可脱落式飞轮结构在核电站发生超速事故时，受过大的离心力作用发生断裂，从而影响核电厂安全运行的问题；飞轮脱落后，上下套环发挥脱落导向作用，防止电动机和飞轮本身发生碰撞摩擦，飞轮内套与电动机轴保持同心，安全落在下方的飞轮承载装置上，主泵驱动电动机安全停机后，经过检修维护可以复装继续运行，重新投入使用，大大缩短了核电厂事故后的检修维护时间以及维修成本；飞轮内套通过过盈配合的方式安装在电动机轴上，配合面选用圆锥面，当电动机转速达到飞轮脱落转速，即离心力到达限值点，飞轮开始脱落，过盈配合面接触面积迅速减小，极大缩短了脱落时间，为核电厂事故报警和处理事故争取到更多时间，此外，相较圆柱面配合面增大了接触面积，在相同过盈量情况下获得更大的摩擦力，安装更为牢固。
Claims (1)
1.一种可复装的脱落式飞轮结构，其特征是：轴环(4)套装在电动机轴(9)上，轴环(4)通过第二圆柱销(5)与电动机轴(9)固定，垫片(8)压装在圆柱销(5)端部，垫片(8)与轴环(4)焊接牢固；飞轮本体(1)与飞轮内套(2)过盈配合装配成一体，上套环(6)通过第一圆柱销(3)安装在飞轮内套(2)上方内侧，下套环(7)安装在飞轮内套(2)下方内侧，下套环(7)通过第三圆柱销(10)与飞轮内套(2)固定，飞轮内套(2)通过过盈配合套装到电动机轴(9)上。
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