[实用新型]适用于核主泵的一种油润滑推力轴承

说明书

本实用新型涉及适用于核主泵的一种油润滑推力轴承。双向推力盘1安装在轴14上，上推力复合轴瓦2在双向推力盘1上侧，起到将轴向推力传递至上推力复合轴瓦2，下推力复合轴瓦3在双向推力盘1下侧，当轴向推力由向上转为向下时，起到将轴向推力传递至下推力复合轴瓦3。本实用新型提高了轴封式核主泵运行与维护的可靠性，有助于简化辅助系统，全厂断电停机后，可再次启动机组稳定运行，可用于三代核电等。

技术领域

本实用新型涉及一种适用于核主泵的油润滑推力轴承。

背景技术

改进型三代压水堆核电站采用轴封式核主泵，泵组轴系重量、一回路系统压力和叶轮水推力均由油润滑的推力轴承承载；推力轴承采用巴氏合金推力瓦和碳钢推力盘作为摩擦副。核主泵(轴封式)在全厂断电工况(SBO)进行惰转停机试验时，由于主推力瓦高压油顶起油泵失电，无法给主推力瓦顶起进行强制供油，因此在低速阶段易发生损伤。另外，核主泵在一回路系统压力较低工况下启动时，由于副推力瓦受力，因此在无顶油工况下，副推力瓦也同样容易出现损伤现象。上述两种特殊工况下，虽然没有引发卡转子等安全事故，但是轴瓦损伤引起拆检、修复等对经济性运行有较大影响，因此解决抑制损伤发生是必要的。

核主泵(轴封式)推力轴承为油润滑，推力瓦瓦面材料为巴氏合金，推力盘一般为中碳钢，如45号钢。推力轴承润滑主要分为流体动压润滑、不连续流体动压润滑、边界润滑、干摩擦四个阶段。惰转停机工况下的主推力瓦和系统压力低时启动工况下的副推力瓦均经历这四个润滑阶段，顺序如下：

(1)主推力瓦(无顶油停机)：流体动压润滑、不连续流体动压润滑、边界润滑和干摩擦。

(2)副推力瓦(回路低压启动)：干摩擦、边界润滑、不连续流体动压润滑和流体动压润滑。

流体动压润滑阶段的油膜较厚，可以有效隔离摩擦副接触。不连续流体动压润滑阶段的油膜较薄，不能完全隔离摩擦接触。边界润滑阶段已经难以形成动压油膜，摩擦副的接触区域大幅增加。干摩擦阶段，几乎没有有效油膜。经分析，损伤主要发生在油膜不足以隔离摩擦副的接触阶段，即不连续流体动压润滑、边界润滑和干摩擦三个阶段。核主泵(轴封式)推力轴瓦，在以上三个阶段涉及损伤的可能原因如下：

(1)不连续流体动压润滑：油温偏高，中低转速油膜厚度较低，摩擦副过早进入部分接触状态。

(2)边界润滑：巴氏合金在少油环境下摩擦系数较高，使得核主泵的惰转曲线大幅度下移。

(3)干摩擦：巴氏合金比损伤率较大不适合干摩擦运行，长期惰转易引发推力瓦损伤。

传统抑制惰转停机时巴氏合金推力瓦损伤有三种方法，第一种，在停机前，先投入高压油顶起装置，以确保在惰转停机过程中的静压润滑油膜厚度均大于最小油膜，确保不烧轴瓦；第二种，在停机前使用电磁铁将轴提起，使得摩擦副之间的间隙大于最小油膜，确保惰转停机过程中不烧轴瓦；第三种，使用备用电源，在全厂断电发生后的 15秒至20秒内将电池组直流电逆变为交流电加载顶油泵电机上，在转速不低于600r/min时投入高压油顶起系统，确保低转速油膜不连续时不烧轴瓦。第一种方法，需要电源持续供应，以确保高压油顶起油泵持续工作，当遇到全厂断电工况，高压油顶起系统将无法及时投入。第二种方法，同样需要电源持续供应，当遇到全厂断电工况时，电磁铁线圈将无法产生感应磁场，因此也无法产生吸力，进而导致惰转停机过程中低转速区间油膜厚度小于最小油膜，进而产生烧瓦现象。第三种方法，一旦因机组惰转时间差异和备用电源系统逆变失效，无法及时投入交流电，高压油顶起将不能及时投入，巴氏合金推力瓦将在低速区间因油膜不连续而烧瓦。

因此，需要研制一种新的复合轴承结构，这种轴承结构，在偶有全厂断电的无顶油工况下，当推力轴承油膜不连续时，能够减少发生烧瓦的现象，相比巴氏合金结构有所改善。尤其，在低转速冷油循环量降低和无顶油下轴承不损伤或减少损伤。

发明内容