CN112228406A - 一种控制棒驱动机构风机的减震基础 - Google Patents

Abstract

本发明属于核电机组设备技术领域，具体涉及一种控制棒驱动机构风机的减震基础，包括刚性基础框架、钢丝绳减震器和阻尼器，风机安装在刚性基础框架上，钢丝绳减震器安装在刚性基础框架底部，用于支撑刚性基础框架并实现减震作用，并利用阻尼器中的金属阻尼材料消耗运动能量，从而达到减震消能的目的。该装置具有使用寿命长、使用期间无需维护、安全可靠等特点；通过刚性较强的刚性基础框架减少挠性振动与共振情况的产生，利用减震效果较好且使用寿命较长的钢丝绳减震器替代原来的橡胶减震器来降低风机振动与延长设备寿命，并创新利用阻尼器来吸收风机动能，从而降低风机振动，解决由于风机基础薄弱、隔振器性能差导致的多种风机振动问题。

Description

一种控制棒驱动机构风机的减震基础

技术领域

本发明属于核电机组设备技术领域，具体涉及一种控制棒驱动机构风机的减震基础。

背景技术

核电站控制棒驱动机构冷却通风系统(简称RRM系统)属于核岛内部重要通风冷却系统，负责确保控制棒驱动机构供电线圈和位置指示器的温度在正常范围内，使其可以正常运行。若机组在满功率运行期间，RRM风机故障无法正常运行，控制棒冷却机构将无法得到有效的冷却，机组就必须进入冷停模式。RRM风机型号为C式离心风机，电机直联叶轮，采用槽钢焊接成型的方式制成基础框架，以橡胶减震器作为主要的减震手段。RRM系列风机在投运开始就频繁出现振动高报问题，个别风机振动值一直保持在6.0mm/s附近，已经超出核电标准值5.5mm/s，甚至无限接近并超出国标值7.5mm/s，振动情况十分恶劣。振动问题已经成了RRM风机的共性问题。严重增加了机组运行的风险以及设备检修成本，且在机组日常运行期间核岛封闭的情况下，多次造成检修人员带功率进岛抢修，存在较大的人员安全风险及机组运行风险。为了降低RRM风机振动提高设备稳定性，需要重新设计一种刚性更强的控制棒驱动机构风机的减震基础。

发明内容

本发明的目的在于针对现有控制棒驱动机构风机的减震基础减震能力薄弱、隔振器性能差导致的多种风机振动问题，提供了一种控制棒驱动机构风机的减震基础，以高效、稳定、安全的降低控制棒驱动机构通风风机的运行振动值，提高风机的运行稳定性。

本发明的技术方案如下：

一种控制棒驱动机构风机的减震基础，包括刚性基础框架和钢丝绳减震器，所述刚性基础框架为钢制框架结构，风机安装在刚性基础框架上；所述钢丝绳减震器安装在刚性基础框架底部，用于支撑刚性基础框架并实现减震作用。

进一步地，所述刚性基础框架底部还设置有一个或多个阻尼器，阻尼器底部安装在地面上，顶部安装在刚性基础框架的底部，阻尼器的安装高度应使其底部刚好接触地面。

进一步地，所述阻尼器为金属网垫加螺旋弹簧组成的复合式干摩擦式阻尼。

进一步地，所述刚性基础框架包括材质相同的上部平面、下部平面和中部支撑板，上部平面和下部平面的形状相同，中部支撑板固定在上部平面和下部平面之间，控制棒驱动机构风机安装在上部平面上。

进一步地，所述刚性基础框架的上部平面和下部平面由同规格的钢板切割成“田”字形，中部支撑板包括一块垂直于上部平面和下部平面的钢板，以角焊方式焊接在上部平面和下部平面上。

进一步地，所述上部平面焊接有一块或多块设备安装平台，风机安装在设备安装平台上；设备安装平台为平整的板状结构，用于保持安装的风机水平且无虚角变形。

进一步地，所述上部平面和设备安装平台设置有凸出的延伸平台，用于安放水平尺对刚性基础框架进行水平校准。

进一步地，所述钢丝绳减震器为两个以上，每个钢丝绳减震器底部固定连接有底板，底板的底部贴有胶皮。

进一步地，所述钢丝绳减震器为两个以上，每个钢丝绳减震器底部固定连接有底板，底板的底部贴有胶皮。

本发明的有益效果在于：

本发明的控制棒驱动机构风机的减震基础能够很好的解决由于风机基础薄弱、隔振器性能差导致的多种风机振动问题，具有减震性能强、使用寿命长、使用期间无需维护、安全可靠等特点，可以高效、稳定、安全的降低控制棒驱动机构通风风机的运行振动值，提高风机的运行稳定性；减震基础能够减少缺陷，有效延长风机、电机使用寿命。同时，该发明能够大幅度减少维修人员检修设备的次数与成本，降低检修人员的辐照剂量；保护风机电机、叶轮不受振动损伤；减少乃至消除检修人员带功率进岛抢修RRM风机的情况；保障了核岛机组的安全稳定运行。

附图说明

图1为本发明的控制棒驱动机构风机的减震基础结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的正视图；

图4为图1的左视图；

图5为图1中阻尼器的结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图中：1-风机电机；2-电机支架；3-风机；4-钢丝绳阻尼器安装孔；5-水平尺校验平台；6-阻尼器安装孔；7-阻尼器膨胀螺栓孔；8-减震基础框架；9-钢丝绳减震器；10-阻尼器；11-起重吊耳；12-设备安装腰孔；13-设备安装平台；14-钢丝绳减震器矩形底板；15-减震器底部橡胶垫。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

为了找出控制棒驱动机构风机振动的根本原因，通过对问题风机的振动高报点进行振动测量与分析，发现风机振动以49.66Hz的工频振动为主，有较丰富的谐波分量。振动以不平衡激振力为主，因基础为挠性基础，刚性不足使振动幅值更大。同时RRM风机采用落后易损的橡胶减震器作为减震手段，减震效果差，使用寿命短，不适用于隔离运行18个月的控制棒驱动机构风机上。

在此基础上，本实施例提供了一种控制棒驱动机构风机的减震基础，其结构如图1所示，由3部分组成，为一整体部件；第一部分为刚性基础框架8、第二部分为钢丝绳减震器9、第三部分为阻尼器10，如图1至图4所示。

刚性基础框架8是由1CM厚的Q235B钢板切割焊接而成：上下两个面以整块Q235B钢板镂空切割成“田”字形，两个平面中间用竖直放置的17CM高的同规格矩形钢板进行焊接连接，焊接手法以角焊为主，钢板焊接、加固位置见图2。焊接完成后的基础框架的长宽高尺寸为：1210mm×990mm×202mm；框架质量为436Kg；具有极强的刚性与稳定性。

基础正面焊接有三块设备安装平台13分布在“田”字形基础面左、中、右3条竖边上，安装平台突出基础面1CM并进行了专业找平，确保风机、电机安装后无虚角变形等情况，同时安装平台上留有8个贯穿腰孔12：腰孔长30mm宽10mm，左侧4个腰孔用于安装电机支架2，右侧四个腰孔用于安装风机3，连接方式为螺栓连接；如图2“田”字形基础“左边”与“上边”线分别向左、向上凸出长3800、宽20mm的延伸平台5，此平台用于安放水平尺，从而对风机基础进行水平校准。

基础框架下钢板上、下两边的24个螺栓孔4用于安装钢丝绳隔振器9，左、右两边的8个螺栓孔6用于安装阻尼器10。基础框架上下两侧共焊接有4个起重吊孔11，吊孔直径70mm，用于基础框架的运输，如图4所示。

钢丝绳减震器9属于外购件，本实施例中数量6只，通过螺栓连接安装在基础框架底部螺栓孔4，安装位置见图1、图2和图3，减震器底部通过螺栓连接有矩形底板14，底板底部贴有胶皮15，钢丝绳减震器直接放置在厂房地面上，无需使用膨胀螺栓与地面连接。相对原橡胶隔振器，钢丝绳减震器对振动响应的抑制效率可提高20％～25％。同时钢丝绳减震器使用寿命长，使用期间不无需特别维护，适合核电领域使用。

本实施例中阻尼器10数量4只，通过螺栓连接刚性基础框架8底部的阻尼器安装孔6和阻尼器的膨胀螺栓孔7，安装位置见图4，结构图见图5和图6。其结构为金属网垫加螺旋弹簧组成的复合式干摩擦式阻尼。在系统中起到的作用是通过电机1和风机3在使用中产生的振动位移带动阻尼器运动，利用阻尼器中的金属阻尼材料消耗运动能量，从而达到减震消能的目的，防止设备零部件在高频率振动条件下发生松动移位等情况，进一步降低风机振动值以及提高运行稳定性。阻尼器在系统中不起支撑作用，风机重量由6组减震器分担。阻尼器安装方法：预先连接阻尼器与基础框架底部螺栓孔6，在减震基础安装在厂房后，调节阻尼器高度旋转阻尼器即可调节高度至阻尼器底部刚好接触地面，随后打膨胀螺栓使阻尼器与厂房地面进行连接固定。

本实施例的减震装置的工作原理是：通过刚性较强的刚性基础框架8减少挠性振动与共振情况的产生，利用减震效果较好且使用寿命较长的钢丝绳减震器9替代原来的橡胶减震器来降低风机3的振动与延长基础的使用时间。同时，创新利用金属网垫加螺旋弹簧组成的复合式干摩擦式阻尼器来吸收风机3动能，从而降低风机3振动。采用本发明的减震装置就可以有效降低控制棒驱动机构风机3的运行振动值，减少振动缺陷的产生。

本实施例的减震装置具体安装方式如下：

首先，拆除原控制棒驱动机构风机的基础框架与橡胶减震器，用吊孔11将高性能减震基础运输至风机施工现场，确认6台钢丝绳减震器9连接在基础框架底部螺栓孔4上，确认4台阻尼器10连接在基础框架底部螺栓孔6上，旋转阻尼器10，使阻尼器高度降到最低。然后将本专利减震基础平放到原风机基础位置，用紧固螺栓通过基础上的腰孔12连接风机3与电机支架2。将风机安装在新减震基础上，然后将水平尺放在测量平台上5，确认基础是否水平。如基础水平不达标，则通过钢丝绳减震器9底板14下添加薄钢板来调节基础水平度。水平调整完成后，旋转阻尼器10调节高度，使阻尼器底部刚好接触地面。随后在阻尼器底部4个螺栓孔7内打膨胀螺栓，使阻尼器与厂房地面进行连接固定。此时本专利控制棒驱动机构风机高性能减震基础安装完成。

本实施例的减震装置的有益效果如下：

本实施例中描述的控制棒驱动机构通风风机高性能减震基础属于刚性基础，可以降低风机3的挠性振动，钢丝绳减震器9比橡胶减震器具有更好的减震效果，阻尼器10可以吸收风机3运行时产生的振动能量，从而提高风机3的运行稳定性，降低振动值。该装置能够很好的解决由于风机基础薄弱、隔振器性能差导致的多种风机振动问题，减少维修人员检修设备的次数与成本，降低检修人员的辐照剂量；保护风机电机、叶轮不受振动损伤；减少乃至消除检修人员带功率进岛抢修风机的情况；保障了核岛机组的安全稳定运行。

方家山核电机组在103,203大修期间队该技术方案进行了实践，RRM风机振动情况得到了大幅改善，表1为风机减震基础安装后的振动情况。我们可以直观的看到改造后8台风机振动数值皆保持在2.0mm/s左右，远低于核电振动标准值5.5mm/s。改造前振动问题较为严重的四台风机振动都得到了很好的控制，且运行一段时间后振动数值一直保持稳定的情况，无异常波动与缺陷发生。

表1高性能减震基础改造后风机振动情况

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种控制棒驱动机构风机的减震基础，其特征在于：包括刚性基础框架(8)和钢丝绳减震器(9)，所述刚性基础框架(8)为钢制框架结构，风机(3)安装在刚性基础框架(8)上；所述钢丝绳减震器(9)安装在刚性基础框架(8)底部，用于支撑刚性基础框架(8)并实现减震作用。

2.如权利要求1所述的一种控制棒驱动机构风机的减震基础，其特征在于：所述刚性基础框架(8)底部还设置有一个或多个阻尼器(10)，阻尼器(10)底部安装在地面上，顶部安装在刚性基础框架(8)的底部，阻尼器(10)的安装高度应使其底部刚好接触地面。

3.如权利要求2所述的一种控制棒驱动机构风机的减震基础，其特征在于：所述阻尼器(10)为金属网垫加螺旋弹簧组成的复合式干摩擦式阻尼。

4.如权利要求1、2或3所述的一种控制棒驱动机构风机的减震基础，其特征在于：所述刚性基础框架(8)包括材质相同的上部平面、下部平面和中部支撑板，上部平面和下部平面的形状相同，中部支撑板固定在上部平面和下部平面之间，控制棒驱动机构风机(3)安装在上部平面上。

5.如权利要求4所述的一种控制棒驱动机构风机的减震基础，其特征在于：所述刚性基础框架(8)的上部平面和下部平面由同规格的钢板切割成“田”字形，中部支撑板包括一块垂直于上部平面和下部平面的钢板，以角焊方式焊接在上部平面和下部平面上。

6.如权利要求4所述的一种控制棒驱动机构风机的减震基础，其特征在于：所述上部平面焊接有一块或多块设备安装平台(13)，风机(3)安装在设备安装平台(13)上；设备安装平台(13)为平整的板状结构，用于保持安装的风机(3)水平且无虚角变形。

7.如权利要求6所述的一种控制棒驱动机构风机的减震基础，其特征在于：所述上部平面和设备安装平台(13)设置有凸出的延伸平台(5)，用于安放水平尺对刚性基础框架(8)进行水平校准。

8.如权利要求1、2或3所述的一种控制棒驱动机构风机的减震基础，其特征在于：所述钢丝绳减震器(9)为两个以上，每个钢丝绳减震器(9)底部固定连接有底板(14)，底板(14)的底部贴有胶皮(15)。

9.如权利要求7所述的一种控制棒驱动机构风机的减震基础，其特征在于：所述钢丝绳减震器(9)为两个以上，每个钢丝绳减震器(9)底部固定连接有底板(14)，底板(14)的底部贴有胶皮(15)。

10.如权利要求1、2或3所述的一种控制棒驱动机构风机的减震基础，其特征在于：所述刚性基础框架(8)两侧设置有起重吊孔(11)，用于安装吊耳实现减震基础的运输。

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