大型立式泵机组电机两种推力轴承比较

介绍了大型立式泵机组电机刚性支撑和弹性支撑两种滑动推力轴承的结构,比较分析了两种推力轴承的性能。结果表明,弹性支撑推力轴承具有推力瓦间受力均匀、瓦面受力均匀、抗冲击性能好、安装维修简便等优点,可以推广应用。     

核主泵轴承重载惰转停机承载性能研究

以某核主泵轴承为研究对象,针对其在重载惰转停机期间出现的主推力瓦磨损现象,指出了原轴承结构设计的不足,从轴承润滑理论出发,采用了DyRo BeS润滑计算软件,对主推力瓦惰转停机过程中的油膜厚度进行了分析。通过对推力瓦支点进行优化,并与原设计进行了对比分析,并进行了性能试验,验证了新设计的可靠性,为其他核主泵轴承的优化设计提供了一定的参考。结果表明:原推力瓦存在磨损的原因是瓦面面积不足且支点位置不合理,导致油膜厚度不够,在300r/min时便进入边界润滑状态,导致了很大的磨损风险。在支点位置改进之后,轴承的停机性能较之前有了明显的提高,有效避免了重载惰转停机过程中产生的严重磨损。     

百万千瓦核电厂主泵推力轴瓦异常磨损原因分析与优化改进

某核电厂主泵在进行调试试验过程中,三台主泵主推力瓦在无顶轴油惰转期间轴瓦温度出现高报警后停泵,经解体检查发现主瓦表面出现异常磨损。本文对主泵轴承室及润滑油回路的结构与功能进行阐述,对主瓦异常磨损的原因从轴向载荷、最小油膜厚度、推力瓦表面质量等几个方面进行了分析,同时给出优化改进措施以提高主泵的运行安全性和可靠性。     

银盘水电站推力轴承支撑性能及镜板泵外循环技术研究

为了评估银盘水电站推力轴承支撑性能对机组运行的稳定性以及验证镜板泵外循环技术在设计工况下的冷却效果,通过对不同结构特点推力轴承支撑性能进行分析,阐述了银盘水电站推力轴承弹性油箱支撑结构在轴流转桨式水轮发电机组中自动调整各轴瓦受力平衡的优点;同时,利用流体力学计算公式,对银盘水电站镜板泵外循环系统工作压头和流量进行了计算分析,结合现场机组运行工况进行了试验验证。研究结果表明:采用弹性油箱支撑结构的推力轴承,能使推力轴承轴瓦间受力不均匀的问题得到根本改善,大大提高了机组运行的稳定性;通过计算分析,结合机组运行监测数据,得出了银盘水电站镜板泵实际压头系数和流量系数,证明镜板泵外循环系统能够在设计工况点附近工作,从检测数据来看系统冷却效果较好。     

百万千瓦轴封型核主泵推力轴承的运行优化

推力轴承是核电站用轴封型核主泵的重要组成部分,本文针对核主泵启动过程中推力轴承副瓦由于异常磨损导致的温度升高问题进行了详细分析,提出了优化控制顶轴油泵启动时机和启动时间以及提高主泵启动时主系统压力的改进措施,并据此提出了后续机组推力轴承的优化设计方案。     

核主泵无顶油惰转推力轴承磨损研究

本文介绍了核主泵在无高压油顶起推力轴承推力瓦的工况下,惰转停机过程推力轴承的磨损规律研究。基于雷诺方程分析,推力轴承流体动压润滑的油膜压力及油膜厚度变化规律,惰转停机过程分为流体动压润滑阶段、不连续流体动压润滑阶段和边界润滑阶段。核电厂全厂断电(SBO)工况下,核主泵无高压油轴承顶起系统对于选用传统的金属材料摩擦副推力轴承会有较大磨损概率,因此应采取必要措施确保核电站的运行经济性和可靠性。本文提出了轴封式核主泵用油润滑双向推力轴承所采用的新型自润滑复合材料摩擦副,从根本上解决SBO工况下推力轴承摩擦副的磨损,停机后可以再次启动核主泵并稳定运行。     

屏蔽式核主泵水润滑可倾瓦推力轴承推力盘的离心效应

屏蔽式核主泵避免了动密封问题,同时主泵中水润滑可倾瓦推力轴承有着尺寸大、推力盘转动惯量高、离心效应明显的特点。针对主泵中推力盘的结构特点及工况条件,基于有限元分析方法,建立考虑推力盘离心变形的可倾瓦推力轴承多场耦合计算模型。基于推力盘变形独立性探索了推力盘装配结构中两个关键间隙的设计参数:内轮毂端面与端面板直接接触,外套环与端面板之间留有间隙,屏蔽套与外套环之间应至少预留1.74 mm的间隙;探讨了推力盘装配结构对离心变形的影响:低转速下可倾瓦轴承可通过瓦块倾斜补偿推力盘变形,转速大于3600 r/min时推力盘变形迅速增大,极大增加润滑失效可能性;分析计算了不同结构尺寸下离心变形对推力轴承工作性能的影响:飞轮内轮毂凸沿外径的合理尺寸范围为0.63~0.67 m。     

推力瓦热瞬态变形机理及抑制方法研究

针对核主泵水润滑推力轴承在事故工况下的热瞬态过程,建立了热固耦合瞬态有限元分析模型。基于所建立模型,分析了常见两层和三层结构推力瓦热瞬态过程瓦面变形,重点分析了三层结构推力瓦隔热层厚度对瓦面变形的影响。随后,进一步探索了遏制瓦面凹变形的方法,阐明了热瞬态过程中瓦面温度场分布不均是产生瓦面凹变形的主因。进一步提出一种新型包边式推力瓦,并仿真验证其能够有效降低热瞬态过程瓦面凹变形,为核主泵水润滑推力轴承的推力瓦设计提供了新思路。     

百万千瓦核主泵副推力瓦异常磨损浅析与改进

某1000MW核电站反应堆冷却剂泵调试期间,在一回路压力为2.80 MPa启动时反应堆冷却剂泵(简称主泵,下同)温度出现异常升高,解体检查发现副推力瓦已出现异常磨损。本文对主泵轴承室结构进行介绍,重点对副推力瓦异常磨损原因进行了排查分析。并给出了改进措施,为同类型泵提供了一定的参考经验。     

核主泵水润滑推力轴承试验磨损颗粒研究

某核主泵水润滑推力轴承在试验浸银石墨瓦时,在类似热瞬态工况时出现异常振动及噪声,拆机发现石墨推力瓦和推力盘硬化层表面均出现较严重磨损,且石墨推力瓦出现局部剥落。采用化学、光学、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、电子探针等方法研究水润滑轴承试验的磨损颗粒相结构、形貌、成分、组织和磨损表面特征;明确热瞬态时不锈钢推力盘硬化层与石墨推力瓦的摩擦磨损形式和过程,得出水润滑推力轴承已经进入边界润滑状态,局部发生干摩擦的结论;提出一些改进建议,如将水润滑轴承瓦面材料改为碳素纤维复合材料以增加抗磨性能,改善瓦面形状以减少热变形,增加接触曲面硬化层以控制高应力曲面接触的微动磨损。     

单级循环气压缩机支推轴承的设计

介绍了可倾瓦支撑轴承和可倾瓦推力轴承的工作原理及主要结构特点。论述了可倾瓦支撑轴承和推力轴承的设计方法、重要参数考核指标、润滑、材料选取等。     

核主泵水润滑推力轴承试验的磨损颗粒研究

某核主泵水润滑推力轴承在试验浸银石墨瓦时,在类似热瞬态工况时出现异常振动及噪声,拆机发现石墨推力瓦和推力盘硬化层表面均出现较严重磨损,且石墨推力瓦出现局部剥落。采用化学、光学、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、电子探针等方法研究水润滑轴承试验的磨损颗粒相结构、形貌、成分、组织和磨损表面特征;明确热瞬态时不锈钢推力盘硬化层与石墨推力瓦的摩擦磨损形式和过程,得出水润滑推力轴承已经进入边界润滑状态,局部发生干摩擦的结论;提出一些改进建议,如将水润滑轴承瓦面材料改为碳素纤维复合材料以增加抗磨性能,改善瓦面形状以减少热变形,增加接触曲面硬化层以控制高应力曲面接触的微动磨损。     

无轴泵喷推进器水润滑轴承间隙流水动力设计与试验

针对无轴泵喷轮毂布置式水润滑支撑/推力轴承的敞水自润滑结构,以桨叶做功后产生的高速高压流场为输入来设计轴承的润滑和冷却流动通道,形成一体化支撑/推力轴承的自循环润滑方案.鉴于桨叶水动力与轴承间隙流的耦合影响作用,提出了两者迭代的设计方法,建立了桨叶与轴承间隙水动力耦合计算模型,实现了无轴泵喷轴承间隙流量的定量计算与分析...     

大电机推力轴承研究

水轮发电机一股为大直径、低转速、立式的电机,由转动部分质量及水轮机水推力所产生的负荷需由推力轴承支撑,最大推力负荷达到4000吨以上。推力轴承是大型电机研发的关键技术之一影响着电站的安全稳定运行。所有现代大型推力轴承均设计为环型,由多块推力瓦组成．其支撑方法和结构有多种型式。本文分析的是弹簧支撑式大型推力轴承,采用弹簧簇为推力瓦提供分布式支撑,着重分析了弹簧支撑式推力轴承的设计原理、结构和性能。     

弹性金属塑料瓦推力轴承起动过程试验研究

在国内外推力轴承试验研究的基础上．设计制造了弹性金属塑料瓦推力轴承试验装置，设计了基于PC机的数据采集卡组建的信号采集系统的硬件系统,使用LABVIEW开发基于虚拟仪器技术的弹性金属塑料瓦的数据采集软件系统。在该试验台上进行弹性金属塑料瓦推力轴承瞬态工况下的试验研究，分析了弹性金属塑料瓦推力轴承起动过程中的润滑性能变化。     

平衡梁结构对水润滑可倾瓦推力轴承启停过程的影响

建立了带平衡梁结构的水润滑可倾瓦推力轴承启停过程瞬态模型,在该模型中考虑了界面滑移、挤压作用和支点变形的影响。采用该模型分析了相同运行条件下平衡梁结构与非平衡梁结构的可倾瓦推力轴承的启停过程。分析结果表明:随着瓦面高度误差的增加,轴承的启停转速增加。设计了一套水润滑可倾瓦推力轴承机理研究试验系统,包括平衡梁与非平衡梁结构的可倾瓦推力轴承,并对两种轴承的启停过程进行试验。试验结果表明:非平衡梁结构可倾瓦推力轴承各瓦之间的载荷误差达到90%,而平衡梁结构可倾瓦推力轴承各瓦之间的载荷误差小于4.6%。平衡梁结构可以降低轴承的启停转速,同时提高轴承加工及安装误差的最大许可范围。试验结果与理论分析结果取得较好的一致性。     

主泵推力轴承失电惰转失效分析及改进研究

主泵失电惰转对核电站的安全、可靠运行至关重要。文中介绍了轴封型主泵推力轴承的结构特点及工作原理,分析了主泵失电惰转工况推力轴承失效的故障原因和机理,基于轴承故障原因及滑动轴承Stribeck特性曲线,提出了提高推力轴承失电惰转工况运行可靠性的改进措施。综合比较后选择轴承结构设计优化方案进行了试验验证,结果表明改进后的推力轴承满足主泵失电惰转要求。     

刚性和弹性支撑可倾瓦推力轴承稳态特性分析

建立刚性球头支撑和弹性橡胶垫支撑可倾瓦推力轴承热弹流耦合模型；在弹性橡胶垫支撑可倾瓦推力轴承橡胶垫的弹性变形分析中采用了变形协调矩阵方法，以协调匹配橡胶垫变形和水膜厚度分布，同时在搜索稳态解的过程中引入模拟退火算法；基于变分原理求解Reynolds方程，得到了轴承水膜压力分布，并比较2种推力轴承在转子存在角不对中时的静特性。结果表明：理想工况下，刚、弹支可倾瓦推力轴承稳态特性没有明显区别；当转子存在不对中时，刚性球头支撑可倾瓦轴承在不同瓦块之间受力偏载严重，进而导致瓦面最小水膜厚度过小，瓦块容易出现磨损，而弹性支撑瓦不同瓦块之间水膜力分布更均匀，利于轴承的长期可靠运行。     

AP1000主泵启停期间轴向力辅助平衡方法研究

AP1000核电厂采用屏蔽泵作为主泵。为解决主泵启停期间下推力轴承及下推力盘受力较大的问题,同时尽可能减少轴承干摩擦时间,在不对现有主泵做任何改造的条件下,设想使用一外设装置通过主泵下部充排水管嘴将高压水注入主泵转子与定子之间的腔室,在主泵加速至某一转速前维持轴承水压力高于一回路压力,利用水压为转子提供向上的推力,进而辅助平衡主泵启停期间的轴向力,以进一步提高设备可靠性。经计算当压差约为2.93 MPa时,相对一回路呈高压状态的轴承水提供的推力即约等于转子重力。最后从对主泵内部冷却、一回路的影响等方面进一步分析了该方法的可行性。     

主泵推力轴承循环油路分配数值模拟

为解决主泵推力轴承循环油路分配难以理论计算的问题,建立了主泵推力轴承油路、油叶轮以及油导叶的计算模型,采用了CFD数值法给出了主轴(油叶轮)不同转速、不同出口背压下的油路分配量,并给出了对应的分配比例。结果表明:主泵推力轴承三路油量都随着主轴(油叶轮)转速的增大而增大,随着出口背压的增大而减小;主轴(油叶轮)在一定转速以及一定出口压力范围内,三路油量分配比例均保持不变。为以后类似结构的推力轴承润滑油循环油路分配问题提供参考。