核电厂主泵振动报警诊断与治理

介绍某核电站主泵振动报警现象,对主泵的振动总量进行了对比,研究主泵泵轴频率特性,分析轴心轨迹,对振动波动原因进行了探讨,诊断出主泵振动报警的原因。分析表明,主泵泵轴振动报警是由于工频和半频幅值较高引起的,主泵泵轴存在残余不平衡,且有较大的半速水膜涡动。提出两个治理方向,结合振动报警的实际情况确定加大轴封水流量的治理对策,结果显示此一对策有效、易行,振动报警现象消失。     

立式主泵水膜涡动故障诊断及机理分析

针对国内某核电厂多台立式反应堆冷却剂泵(以下简称主泵)均存在的低频振动问题,采用时频分析、二维全息谱等信号处理方法对现场采集的泵轴振动数据开展分析,总结启机、正常运行阶段泵轴振动数据时域、频域特征,根据信号特征推测主泵出现低频振动问题的根本原因为水润滑轴承水膜涡动故障。进一步地,针对上述推测开展立式转子滑动轴承水膜涡动故障振动机理研究。结合流体连续性理论和牛顿流体特性,解释水膜半速涡动频率特征;根据主泵轴承供水压力略高于15.4MPa的运行工况,得到轴承内部润滑水压力分布特征,进一步分析润滑水压力合力,解释了水膜涡动导致自激振动的激励力。建立水膜涡动故障动力学数值模型,获得故障对应的振动特征。上述研究结果对立式转子水膜涡动故障诊断及其设计改进具有一定的参考价值。     

导叶周向布置位置对核主泵压力脉动的影响

基于RNG k-ε湍流模型和滑移网格模型,对核主泵导叶在不同周向位置缩比模型的内部流动进行全三维非定常数值计算。研究导叶周向布置位置对叶轮出口、叶轮-导叶间隙处以及泵壳内压力脉动的影响规律,并分析导叶周向位置对导叶下游流动的影响,结果表明:导叶周向位置对模型泵内压力分布影响较大,在时域图中,导叶位置主要影响模型泵内压力脉动的波动幅度,导叶在α=0?时压力脉动的主波动幅度最小;在频域图中,导叶位置主要影响压力脉动能量幅值,导叶在α=0?时脉动能量幅值最小。叶轮出口的压力脉动能量幅值最大,泵壳内的能量幅值最小,压力脉动主要由动、静叶间的相互干涉引起。叶轮出口、叶轮-导叶间隙处的压力脉动频率主要受叶频影响,泵壳内的压力脉动频率仅与转频有关。导叶周向位置对导叶下游的内部流动影响较大,导叶在α=0?时截面B—B内的压力分布均匀、压力梯度小。合适的导叶周向位置可有效改善泵内的压力脉动分布,进而降低泵的振动。     

核电站主泵周期性振动波动原因分析

某压水堆核电站主泵在调试及运行期间发生周期性且随介质运行温度变化的振动波动。该泵为立式悬臂结构,悬臂端采用叶轮口环作为水润滑径向轴承。分析认为振动波动的主要原因是该型主泵将叶轮口环作为水润滑静压轴承使用,导致泵转子发生轻碰磨而产生以1倍频同步周期振动的波动。     

立式屏蔽电机半速涡动异常振动试验分析

针对某型主泵屏蔽电机在厂内试验中出现的异常振动问题进行了试验分析研究。首先,采用加速度计对屏蔽电机在变速过程中的振动进行了测试,获得了信号特征及其频谱成分;其次,采用锤击法对电机定子和转子的振动特性进行了模态测试,并利用小波对测试信号进行"去噪"处理,获得定、转子准确的频谱曲线。结果表明,半速涡动频率与定子系统固有频率耦合引发共振是造成电机振动异常的主要原因,多数情况下,这种耦合是发生在转子系统上。在此基础上,提出了增加试验临时支撑固定电机的假泵壳的质量,使定子系统固有频率降低,并调整轴承间隙来降低半速涡动的激振力幅值,起到了很好的消振效果。     

考虑常见故障的船舶输出轴系的刚柔耦合动力学模型

针对船舶输出轴系的不对中和不平衡故障进行动力学仿真，基于刚柔耦合方法建立船舶输出轴系的动力学模型。首先，将刚柔耦合模型与多刚体模型进行对比分析可知，基于刚柔耦合模型的船舶轴系的转速会出现速度波动且横向振动会出现多倍频现象；其次，研究转子不平衡和不对中故障对轴系振动特性的影响及振动对故障因素的敏感程度可知，船舶输出轴系只存在不平衡故障时，其弹性支撑的横向和垂向振动频谱只呈现单一的倍频，且幅值随着不平衡量的增加而呈增大趋势。当轴系存在不对中时，其轴向和垂向振动对转子不对中的敏感度较低，其弹性支撑的振动除了1倍频外还出现多倍频成分。随着平行不对中量的增大，转子系统1倍频幅值和多倍频幅值呈增大趋势，随着角度不对中量的增加，转子系统的2倍频幅值和多倍频幅值呈增大趋势。不对中量对转子系统2倍频及多倍频幅值贡献较大，当不对中严重时，其2倍频特征幅值明显超过1倍频幅值。此研究可为船舶推进轴系的设计和故障诊断提供理论依据和参考。     

基于声学频谱的液压主泵噪声分析

为研究液压主泵的噪声特征,对两款不同的主泵的噪声进行了典型工况下的噪声数据采集,利用声压瀑布图对主泵工作下的噪声频率进行分析,并通过声压频谱图对关键声压信号进行提取,通过对比关键信号的幅值特征,得出两台主泵噪声特征差异的主要原因是噪声中9倍频及18倍频两种成分幅值上的差异,最后对关键噪声成分进行A计权对比分析,为主泵选型提供参考。     

球面螺旋槽动静压气体轴承运动状态仿真分析

利用流体动力学Fluent软件中6 DOF被动型网格模拟分析球面螺旋槽动静压气体轴承在不同转速下的运动状态,结果表明:随转速的增加,轴承转子的振动幅度呈先减小后增大的趋势,当转速达到45 000 r/min时,轴承出现工频以外的2倍频涡动;当转速达到55 000 r/min时,轴承出现多种频率的涡动,此时轴承处于失稳状态。     

基于试验台架的高铁牵引齿轮箱试验研究

根据高铁牵引齿轮箱特性,确定齿轮箱振动、噪声、应力测试的不同工况,并搭建试验台进行测试。箱体额定负载不变工况下,箱体的加速度幅值、空气噪声值和应力值,随转速的升高呈增大趋势。当转速值为2 500 r/min和3 500 r/min时,箱体的加速度幅值出现峰值。在额定转速和额定负载工况下,对箱体加速度和空气噪声值进行频域分析,结果表明箱体振动主要由啮合频率及其倍频引起,在啮合频率及其倍频旁存在边频带,边频间隔为输出轴转频、输入轴转频;箱体的最大空气噪声值为89.74 dB,出现在2 400 Hz附近,对应啮合频率2 391.7 Hz。试验结果可为箱体的理论分析提供试验数据。     

入口油温偏低导致的机组油膜涡动故障的特征分析

对大机组因润滑油入口温度偏低导致的电机轴承油膜涡动故障实例的系统特征进行了分析。结果表明，润滑油入口油温偏低产生的油膜涡动在电机不同轴承上响应形式不同。不同测点的波形形状、振动峰值、谐波分量均不相同。共同特征是幅值谱中出现约0．4倍频分量且其模值大于1X分量模值和1X分量模值变化不大的现象。