CN208873487U - 一种测量核电站反应堆冷却剂泵键相的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种测量核电站反应堆冷却剂泵键相的装置，包括：轴位移传感器，用于获取所述冷却剂泵的转动轴的轴位移信号；转速传感器，用于获取所述转动轴的转速信号；轴位移信号处理机柜，用于对所述轴位移传感器获取的轴位移信号进行处理；隔离模块，用于对备用的转速信号进行处理；多通道记录仪，用于对所述轴位移信号处理机柜处理后的轴位移信号以及对所述隔离模块处理后的转速信号进行记录；上位机，用于获取并分析所述多通道记录仪记录的轴位移信号以及转速信号，获得所述键相。该键相装置能够增加发电时间和效益，减轻员工的劳动强度，降低辐照剂量和风险。

Description

一种测量核电站反应堆冷却剂泵键相的装置

技术领域

本实用新型涉及冷却剂泵振动测量领域，尤其涉及一种测量核电站反应堆冷却剂泵键相的装置。

背景技术

反应堆冷却剂泵（以下简称主泵）是核电站的关键设备，主泵的振动水平是影响其运行可靠性和安全性的重要指标，动平衡试验是解决主泵振动问题的主要手段之一，实施主泵动平衡就需要获取主泵的键相信号。核电站主泵动平衡试验目前面临的主要困难包括：1、现场泵房存在辐射热点，安装传统试验仪器仪表过程中存在较大人员外照射和体表污染风险，仪器仪表存在表面污染风险；2、试验过程中需要频繁隔离、启动主泵，间隔时间较长，同时对设备存在冲击，影响设备安全和寿命；3、一般实施主泵动平衡试验窗口处于机组检修关键路径上，实验窗口压力较大。额外增加的检修时间直接影响机组发电量，进而影响电厂的经济效应。由于存在上述问题，导致该试验执行过程比较复杂，并且就地安装的仪器仪表由于测量精度及安装位置的误差影响使得试验结果并不完全可靠。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，本实用新型提供一种测量核电站反应堆冷却剂泵键相的装置，该装置能够缩短主泵动平衡试验所占用的大修关键路径时间，从而增加核电站发电时间和效益。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种测量核电站反应堆冷却剂泵键相的装置，包括：

用于测量冷却剂泵轴位移信号的轴位移传感器、用于对轴位移信号进行处理的轴位移信号处理机柜、用于测量转动轴转速信号的转速传感器、用于对转速信号进行处理的隔离模块、用于对轴位移处理机柜处理后的轴位移信号和隔离模块处理的转速信号进行记录的多通道记录仪，用于对多通道记录仪记录的轴位移信号和转速信号进行处理获得所述键相的上位机，其中，所述轴位移传感器与所述轴位移信号处理机柜连接，所述轴位移信号处理机柜与所述多通道记录仪连接，所述转速传感器与所述隔离模块连接，所述隔离模块与所述多通道记录仪连接，所述多通道记录仪还与所述上位机通信连接。

其中，所述轴位移传感器至少包括第一轴位移传感器和第二轴位移传感器，所述第一轴位移传感器和所述第二轴位移传感器垂直设置。

其中，所述转速传感器至少包括第一转速传感器和第二转速传感器，所述第一传感器与所述隔离模块连接。

其中，所述装置还包括第一信号连接端子、第二信号连接端子、第三信号连接端子，

所述第一轴位移传感器通过第一信号连接端子与所述轴位移信号处理机柜的输入端连接，

所述第二轴位移传感器通过第二信号连接端子与所述轴位移信号处理机柜的输入端连接，

所述第一转速传感器通过第三信号连接端子与所述隔离模块的输入端连接。

其中，所述装置还包括第一快速接头和第二快速接头，

所述轴位移信号处理机柜的输出端通过第一快速接头与所述多通道记录仪连接，

所述隔离模块的输出端通过第二快速接头与所述多通道记录仪连接。

其中，所述多通道记录仪通过网线与所述上位机进行通信连接。

实施本实用新型将产生如下有益效果：本实用新型的键相测量装置相比传统动态平衡方式节省了9道工序，缩短了主泵动平衡试验所占用的大修关键路径时间，于核电站而言等效增加了发电时间与效益，同时，对员工来说，减轻了劳动强度，降低了辐照剂量和风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中核电厂反应堆冷却剂泵键相测量的原理示意图。

图2是本实用新型的一种测量核电厂反应堆冷却剂泵键相的装置的结构示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本实用新型可以用以实施的特定实施例。

为了更好地理解本实用新型，首先介绍键相测量的原理。

振动相位是指从键相脉冲信号触发开始到振动信号第一个正峰值之间的角度，用来描述某一特定时刻转子的位置。不论在转子的平衡过程中，还是在机组的故障诊断中，相位都是一个重要的参数。

任何一种频率的振动都包含振幅和相位两个要素。但是，由于机组的振动绝大多数以1倍频成分为主，在振动领域，除非特别的说明，所谓相位测量都是指对1倍频振动相位的测量。

测量原理如图1所示：

（1）、首先，在转轴1上设好固定的参考标记4（凹槽、凸起靶针或者反光贴），同时在参考标记4附近的静止位置安装键相传感器2和速度传感器，并对准转轴参考标记4，并随轴旋转。转子每转一周，当参考标记对准键相传感器2时，键相传感器2便输出一个脉冲信号。

（2）、然后，在转子附近安装轴位移传感器3，用振动分析仪同时测量和接收轴位移信号和键相脉冲信号，以触发键相脉冲信号为基准时刻，得到轴位移信号达到正向最大峰值的时间差，然后将此时间差与转子旋转周期做比较，以360度做分度，转变成键相角，得出振动相位。

因此，获取相位信号的两条基础要素为键相传感器的键相脉冲信号和轴位移信号，两者必须同步获取，才能得到用于执行主泵动平衡试验的振动相位的信号。

请参照图2所示，本实用新型实施例一提供一种测量核电站反应堆冷却剂泵键相的装置，包括：用于测量冷却剂泵轴位移信号的轴位移传感器21、用于对轴位移信号进行处理的轴位移信号处理机柜23、用于测量转动轴转速信号的转速传感器22、用于对转速信号进行处理的隔离模块24、用于对轴位移处理机柜23处理后的轴位移信号和隔离模块24处理的转速信号进行记录的多通道记录仪25，用于对多通道记录仪25记录的轴位移信号和转速信号进行处理获得所述键相的上位机26，其中，所述轴位移传感器21与所述轴位移信号处理机柜23的输入端连接，所述轴位移信号处理机柜23的输出端与所述多通道记录仪25连接，所述转速传感器22与所述隔离模块24的输入端连接，所述隔离模块24的输出端与所述多通道记录仪25连接，所述多通道记录仪25还与所述上位机26通信连接。

具体地，所述轴位移传感器21包括第一轴位移传感器211和第二轴位移传感器212，由于在不同的位置和不同方向上振动轴的位移存在差别，因而所述第一轴位移传感器211和所述第二轴位移传感器212设置在不同的地方，并且垂直设置，所述第一轴位移传感器211和所述第二轴位移传感器212分别与所述轴位移信号处理机柜23的输入端连接，所述轴位移信号处理机柜23的输出端分别与所述多通道记录仪25的第一通道和第二通道连接，从而实现轴位移信号获取。

具体地，所述转速传感器22至少包括第一转速传感器221和第二转速传感器222，所述第一转速传感器221和所述第二转速传感器222都用于测量所述转动轴1的转动速度，其中第一转速传感器221测量的转速信号为第二转速传感器222测量的转速信号的备用信号，第一转速传感器221与隔离模块24连接，隔离模块24的输出端与多通道记录仪25的第三通道连接，从而实现键相脉冲信号的获取。

在实际的测试过程中，轴位移信号处理机柜23还将轴位移信号传送给主控室的控制器29，第一转速传感器221和第二转速传感器222均与转速信号处理机柜28连接，在正常情况下，转速信号处理机柜28对第二转速传感器222采集的转速信号进行处理，并将处理后的转速信号传送给主控室的主控制器29，当发生故障时，转速信号处理机柜28对备用转速信号进行处理，并将处理后的转速信号发送给主控室的主控制器29，以确保正常工作。由于主控室中会产生大量的报警信号或其他信号，为了避免主控室产生的信号对本装置测量键相信号的影响，因而采用隔离模块24，隔离模块24可以对信号进行隔离、放大或缩小等功能，隔离试验装置仪表对转速信号可能产生的干扰因素，保护系统安全。

在一具体实施方式中，所述装置还包括多个信号连接端子，所述第一轴位移传感器211通过第一信号连接端子271与所述轴位移信号处理机柜23的输入端连接，所述第二轴位移传感器212通过第二信号连接端子272与所述轴位移信号处理机柜23的输入端连接，所述第二转速传感器222通过第四信号连接端子274与所述转速信号处理机柜28连接，所述第一转速传感器221通过第三信号连接端子273分别与转速信号处理机柜的输入端和隔离模块的输入端连接。

在一具体实施方式中，所述装置还包括多个快速接头，所述轴位移信号处理机柜23的输出端通过第一快速接头与所述多通道记录仪的第一通道、第二通道连接，所述隔离模块的输出端通过第二快速接头与所述多通道记录仪25的第三通道连接。

具体地，所述多通道记录仪25可以实现最多24个轴位移信号、3个转速信号的同时采集。

具体地，所述上位机26为电脑，所述电脑中具备数据库采集软件，所述上位机26可以实现对多通道记录仪25的采集功能的设置，在执行采集试验时，采集软件界面同时显示采集的轴位移值、相位值、间隙电压值、频谱波形图、幅值变化曲线等，并以数据库的形式存储数据，可实现数据的历史查询与输出。

在一具体实施方式中，所述多通道记录仪25通过网线与所述上位机26之间进行通讯连接。

在上述装置连接完毕后，启动记录仪以及采集软件，通过软件界面可以设置记录仪采样周期等信息。启动采集后，轴位移、转速、键相信号可以实时显示在采集软件界面上，同时信号变化趋势也实时显示。

显示轴位移采集卡和键相采集卡，通过双击分别进入通道参数设置界面，设置好相关通道参数后，进入采样存储触发面板，根据试验要求选择合适的采样存储间隔，设置完毕后，在采样存储触发面板点击触发按钮进行实时采样，然后显示轴位移信号和键相信号显示界面，在此界面可以实时观察相关参数变化情况，当系统状态满足设置的采样存储触发条件后，会将数据自动存储在数据库中，点击频谱按钮，可以查询频谱波形，对主泵动平衡测试的主动性进行分析，从而获得键相。

本实用新型的测量装置与传统核电站主泵动平衡试验技术相比，本实用新型的装置具备以下优势：

1、由于本实用新型的键相测量装置无需携带设备，因而可以减少现场工作人员数量、明显降低集体辐射剂量、体表污染风险，降低人员劳动强度，保护工作人员；

2、本实用新型的测试装置可以至少减少两次以上主泵隔离、启停次数，因而能够保护设备；

3、减少现场安装和拆除仪表、部分隔离和启停等流程，具体如表1所示。能够有效规避了物品玷污、引入异物、交叉作业、现场误碰等风险。

4、由于本实用新型的键相测量装置，在每次主泵进行键相测量时，如表1所示，每次主泵动平衡可至少节省9道工序，减少主泵启、停次数2次，对应节省检修时间约7个小时，等效增加7小时发电效益，因而本实用新型的键相测量装置能够起到减时增效的效果。

表1 传统无键相测量系统实施现场动平衡与本实用新型动平衡区别

5、软件与记录仪通讯速度快，实现了数据的高速采集，足够的数据量使试验结果更为准确。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种测量核电站反应堆冷却剂泵键相的装置，其特征在于，包括：

用于测量冷却剂泵轴位移信号的轴位移传感器、用于对轴位移信号进行处理的轴位移信号处理机柜、用于测量转动轴转速信号的转速传感器、用于对转速信号进行处理的隔离模块、用于对轴位移处理机柜处理后的轴位移信号和隔离模块处理的转速信号进行记录的多通道记录仪，用于对多通道记录仪记录的轴位移信号和转速信号进行处理获得所述键相的上位机，其中，所述轴位移传感器与所述轴位移信号处理机柜的输入端连接，所述轴位移信号处理机柜的输出端与所述多通道记录仪连接，所述转速传感器与所述隔离模块的输入端连接，所述隔离模块的输出端与所述多通道记录仪连接，所述多通道记录仪还与所述上位机通信连接。

2.根据权利要求1所述的测量核电站反应堆冷却剂泵键相的装置，其特征在于：

所述轴位移传感器至少包括第一轴位移传感器和第二轴位移传感器，所述第一轴位移传感器和所述第二轴位移传感器垂直设置。

3.根据权利要求2所述的测量核电站反应堆冷却剂泵键相的装置，其特征在于：

所述转速传感器至少包括第一转速传感器和第二转速传感器，所述第一转速传感器获取的转速信号为所述第二转速传感器获取的转速信号的备用信号，所述第一转速感器与所述隔离模块连接。

4.根据权利要求3所述的测量核电站反应堆冷却剂泵键相的装置，其特征在于：所述装置还包括第一信号连接端子、第二信号连接端子、第三信号连接端子，

所述第一轴位移传感器通过第一信号连接端子与所述轴位移信号处理机柜的输入端连接，

所述第二轴位移传感器通过第二信号连接端子与所述轴位移信号处理机柜的输入端连接，

所述第一转速传感器通过第三信号连接端子与所述隔离模块的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的测量核电站反应堆冷却剂泵键相的装置，其特征在于：所述装置还包括第一快速接头和第二快速接头，

所述轴位移信号处理机柜的输出端通过第一快速接头与所述多通道记录仪连接，

所述隔离模块的输出端通过第二快速接头与所述多通道记录仪连接。

6.根据权利要求5所述的测量核电站反应堆冷却剂泵键相的装置，其特征在于：

所述多通道记录仪通过网线与所述上位机进行通信连接。