CN110332130A - 一种在线提高反应堆冷却泵轴系稳定性的装置和方法 - Google Patents

一种在线提高反应堆冷却泵轴系稳定性的装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的装置，包括轴位移监测系统、轴封水调节系统和控制系统，轴位移监测系统依次和控制系统、轴封水调节系统连接。本发明还提供了一种在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的方法：轴位移监测系统监测轴的径向稳定性；轴封水调节系统根据控制系统指令执行轴封水调节动作；控制系统根据轴位移监测系统和控制系统的状态信号，发出调节轴封水指令。本发明利用调节轴封水，控制反应堆冷却泵的轴系稳定性，消除振动闪发报警，操作简易；电动调节阀最大允许开度时的流量与手动调节阀中流量之和为轴封水最大允许流量，充分确保轴封水调节系统的安全可靠性。

Description

一种在线提高反应堆冷却泵轴系稳定性的装置和方法
技术领域
本发明属于反应堆冷却泵轴位移监测技术领域，具体涉及一种在线提高反应堆冷却泵轴系稳定性的装置和方法。
背景技术
反应堆冷却剂泵的轴封水在进入冷却剂泵后分为两个部分，一部分流向机械密封，另外一部分流向轴承形成润滑带走轴承处热量。轴封水的手动调节阀用于控制轴封水流量。
近年国内新建的部分核电机组中的多台反应堆冷却泵出现了径向轴位移大幅波动情况，其中部分反应堆冷却泵因轴位移波动幅度过大，造成主泵振动报警，给反应堆的安全可靠运行造成了困扰。停止反应堆运行，开展冷却剂泵离线改造来提高轴系稳定性，其经济损失巨大、维修中承受放射性剂量非常高，且改造是否能成功需要大量的评估和试验。通过离线改造，在短时间内无法实现反应堆冷却泵轴系稳定性提升。
因此急需设计一种在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的装置和方法，以消除出现的闪发报警。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的装置和方法，缓解反应堆冷却泵轴位移波动状态，抑制反应堆冷却泵轴位移报警现象。
本发明所采取的技术方案为：
一种在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的装置，包括轴位移监测系统、轴封水调节系统和控制系统，轴位移监测系统依次和控制系统、轴封水调节系统连接。所述在线提高反应堆冷却泵轴系稳定性的装置设置在泵轴的外侧，泵轴的下方设置有水润滑轴承。
轴位移监测系统监测轴的径向稳定性；轴封水调节系统根据控制系统指令执行轴封水调节动作；控制系统根据轴位移监测系统和控制系统的状态信号，发出调节轴封水指令。
轴位移监测系统由电涡流轴位移探头、快速傅里叶变换箱及信号电缆组成。其中电涡流轴位移探头通过信号电缆依次和快速傅里叶变换箱以及控制系统电连接。快速傅里叶变换箱进行快速傅里叶变换。
控制系统由分析控制器及信号电缆组成。分析控制器的一端通过信号线缆与轴位移监测系统的快速傅里叶变换箱连接，另一端通过信号线缆和轴封水调节系统连接。
轴封水调节系统由电动调节阀、手动调节阀和在线流量计组成。分析控制器通过信号线缆分别和电动调节阀、在线流量计连接。手动调节阀与电动调节阀并联后与在线流量计连接。电动调节阀、手动调节阀及在线流量计之间通过管道连接。
手动调节阀的开度置于最小允许的流量开度，用于确保安全流量。
在线流量计通过管道连接至泵轴的外侧。轴封水由管道通过并联的电动调节阀、手动调节阀汇合后流经在线流量计，最后注入泵轴周围。轴封水注入泵轴周围后，分为两部分，一部分向上，一部分向下。向下流的轴封水流向泵轴下端的水润滑轴承。
本发明还提供了一种在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的方法：
1)步骤一：电涡流轴位移探头测量泵轴的径向轴位移，将径向轴位移转换为电压信号。
2)步骤二：快速傅里叶变换箱在获得上述电压信号后，进行快速傅里叶变换，将结果信号传输至控制系统的分析控制器。
3)步骤三：分析控制器将结果信号提取0.4倍转速频率至0.5倍转速频率之间频率幅值的最大值和最小值，并将最大值和最小值之差作为振动波动幅度，用以表征轴系稳定性。波动幅度大表明轴系稳定性差，波动幅度小表明轴系稳定性好。
4)步骤四：当波动幅度变大时，且轴位移监测系统中测量得到的径向轴位移出现报警时，分析控制器给轴封水调节系统发出指令调大轴封水流量。电动调节阀根据控制系统的指令调节其开度，以实现对轴封水流量的调节。轴系稳定性差时加大轴封水流量，轴系稳定性好时可减小轴封水流量。
5)步骤五：电动调节阀将实际开度信号传输至控制系统，以显示实际开度。手动调节阀的开度置于最小允许的流量开度，用于确保安全流量。电动调节阀最大允许开度时的流量与手动调节阀中流量之和为轴封水最大允许流量，据此以充分确保轴封水流量调节装置的可靠性。在线流量计将所测得流量信号传输至控制系统，以反馈调节后的实际流量结果。
本发明所取得的有益效果为：
1、利用调节轴封水，控制反应堆冷却泵的轴系稳定性，消除振动闪发报警，操作简易；
2、无需就地手动操作阀门，降低人员辐射剂量，增加操作便利性；
3、电动调节阀最大允许开度时的流量与手动调节阀中流量之和为轴封水最大允许流量，充分确保轴封水调节系统的安全可靠性。
附图说明
图1为在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的装置结构示意图。
其中：1为水润滑轴承；2为泵轴；3为电涡流轴位移探头；4为快速傅里叶变换箱；5为分析控制器；6为电动调节阀；7为手动调节阀；8为在线流量计。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的装置，包括轴位移监测系统、轴封水调节系统和控制系统，轴位移监测系统依次和控制系统、轴封水调节系统连接。所述在线提高反应堆冷却泵轴系稳定性的装置设置在泵轴2的外侧，泵轴2的下方设置有水润滑轴承1。
轴位移监测系统监测轴的径向稳定性；轴封水调节系统根据控制系统指令执行轴封水调节动作；控制系统根据轴位移监测系统和控制系统的状态信号，发出调节轴封水指令。
轴位移监测系统由电涡流轴位移探头3、快速傅里叶变换箱4及信号电缆组成。其中电涡流轴位移探头3通过信号电缆依次和快速傅里叶变换箱4以及控制系统电连接。快速傅里叶变换箱4进行快速傅里叶变换。
控制系统由分析控制器5及信号电缆组成。分析控制器5的一端通过信号线缆与轴位移监测系统的快速傅里叶变换箱4连接，另一端通过信号线缆和轴封水调节系统连接。
轴封水调节系统由电动调节阀6、手动调节阀7和在线流量计8组成。分析控制器5通过信号线缆分别和电动调节阀6、在线流量计8连接。手动调节阀7与电动调节阀6并联后与在线流量计8连接。电动调节阀6、手动调节阀7及在线流量计8之间通过管道连接。
手动调节阀7的开度置于最小允许的流量开度，用于确保安全流量。
在线流量计8通过管道连接至泵轴2的外侧。轴封水由管道通过并联的电动调节阀6、手动调节阀7汇合后流经在线流量计8，最后注入泵轴2周围。轴封水注入泵轴2周围后，分为两部分，一部分向上，一部分向下。向下流的轴封水流向泵轴2下端的水润滑轴承1。
本发明还提供了一种在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的方法：
1)步骤一：电涡流轴位移探头3测量泵轴2的径向轴位移，将径向轴位移转换为电压信号。
2)步骤二：快速傅里叶变换箱4在获得上述电压信号后，进行快速傅里叶变换，将结果信号传输至控制系统的分析控制器5。
3)步骤三：分析控制器5将结果信号提取0.4倍转速频率至0.5倍转速频率之间频率幅值的最大值和最小值，并将最大值和最小值之差作为振动波动幅度，用以表征轴系稳定性。波动幅度大表明轴系稳定性差，波动幅度小表明轴系稳定性好。
4)步骤四：当波动幅度变大时，且轴位移监测系统中测量得到的径向轴位移出现报警时，分析控制器5给轴封水调节系统发出指令调大轴封水流量。电动调节阀6根据控制系统的指令调节其开度，以实现对轴封水流量的调节。轴系稳定性差时加大轴封水流量，轴系稳定性好时可减小轴封水流量。
5)步骤五：电动调节阀6将实际开度信号传输至控制系统，以显示实际开度。手动调节阀7的开度置于最小允许的流量开度，用于确保安全流量。电动调节阀6最大允许开度时的流量与手动调节阀7中流量之和为轴封水最大允许流量，据此以充分确保轴封水流量调节装置的可靠性。在线流量计8将所测得流量信号传输至控制系统，以反馈调节后的实际流量结果。

Claims (8)

1.一种在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的装置，其特征在于：包括轴位移监测系统、轴封水调节系统和控制系统，轴位移监测系统依次和控制系统、轴封水调节系统连接；所述在线提高反应堆冷却泵轴系稳定性的装置设置在泵轴(2)的外侧，泵轴(2)的下方设置有水润滑轴承(1)。
2.如权利要求1所述的在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的装置，其特征在于：所述轴位移监测系统由电涡流轴位移探头(3)、快速傅里叶变换箱(4)及信号电缆组成，其中电涡流轴位移探头(3)通过信号电缆依次和快速傅里叶变换箱(4)以及控制系统电连接。
3.如权利要求2所述的在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的装置，其特征在于：所述控制系统由分析控制器(5)及信号电缆组成；分析控制器(5)的一端通过信号线缆与轴位移监测系统的快速傅里叶变换箱(4)连接，另一端通过信号线缆和轴封水调节系统连接。
4.如权利要求3所述的在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的装置，其特征在于：所述轴封水调节系统由电动调节阀(6)、手动调节阀(7)和在线流量计(8)组成；分析控制器(5)通过信号线缆分别和电动调节阀(6)、在线流量计(8)连接；手动调节阀(7)与电动调节阀(6)并联后与在线流量计(8)连接；电动调节阀(6)、手动调节阀(7)及在线流量计(8)之间通过管道连接。
5.如权利要求4所述的在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的装置，其特征在于：所述在线流量计(8)通过管道连接至泵轴(2)的外侧，轴封水由管道通过并联的电动调节阀(6)、手动调节阀(7)汇合后流经在线流量计(8)，最后注入泵轴(2)周围。
6.如权利要求5所述的在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的装置，其特征在于：所述轴封水注入泵轴(2)周围后，分为两部分，一部分向上，另一部分向下；向下流的轴封水流向泵轴(2)下端的水润滑轴承(1)。
7.如权利要求4所述的在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的装置，其特征在于：所述手动调节阀(7)的开度置于最小允许的流量开度。
8.一种使用如权利要求4所述的在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的装置的在线提高反应堆冷却剂泵轴系稳定性的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)步骤一：电涡流轴位移探头(3)测量泵轴(2)的径向轴位移，将径向轴位移转换为电压信号；
2)步骤二：快速傅里叶变换箱(4)在获得上述电压信号后，进行快速傅里叶变换，将结果信号传输至控制系统的分析控制器(5)；
3)步骤三：分析控制器(5)将结果信号提取0.4倍转速频率至0.5倍转速频率之间频率幅值的最大值和最小值，并将最大值和最小值之差作为振动波动幅度，用以表征轴系稳定性；波动幅度大表明轴系稳定性差，波动幅度小表明轴系稳定性好；
4)步骤四：当波动幅度变大时，且轴位移监测系统中测量得到的径向轴位移出现报警时，分析控制器(5)给轴封水调节系统发出指令调大轴封水流量；电动调节阀(6)根据控制系统的指令调节其开度，以实现对轴封水流量的调节，轴系稳定性差时加大轴封水流量，轴系稳定性好时可减小轴封水流量；
5)步骤五：电动调节阀(6)将实际开度信号传输至控制系统，以显示实际开度；手动调节阀(7)的开度置于最小允许的流量开度，用于确保安全流量；电动调节阀(6)最大允许开度时的流量与手动调节阀(7)中流量之和为轴封水最大允许流量，据此以充分确保轴封水流量调节装置的可靠性；在线流量计(8)将所测得流量信号传输至控制系统，以反馈调节后的实际流量结果。
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