一種全密封泵推力軸承磨損量的在線監測裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及反應堆系統用全密封泵監測裝置，具體是一種全密封泵推力軸承磨損量的在線監測裝置及方法。
【背景技術】
[0002]核能裝置反應堆采用的立式布置全密封泵(包括屏蔽泵、濕定子泵等)具有結構簡單、零泄漏等優點，主要用于反應堆一回路系統主泵和輔助泵，由于轉子與軸承等轉動部件全部包覆于一回路介質的壓力邊界內，對包括軸承在內的轉動部件的運行狀況不易監測，為了保證全密封泵在壽期內安全可靠的運行，需要對水潤滑推力軸承摩擦副的磨損狀況進行實時監測，以避免推力軸承過度磨損導致摩擦加劇或卡轉子等故障并引起不必要突然停堆等現象，從而造成重大的損失。
[0003]現有水潤滑推力軸承監測通常主要通過測量水潤滑軸承附近的水溫或在推力軸承石墨軸瓦上鉆孔埋置傳感器等方法，前者通過測量軸承摩擦副附近水溫變化來間接判定軸承的磨損狀況，但由于導致溫度變化因素較多容易影響測量精度和結果，后者在推力軸承石墨軸瓦上埋置傳感器只能測量以穩定轉速運行時的軸承的推力盤與石墨軸瓦之間形成的水膜厚度的變化，不能監測推力軸承軸承石墨軸瓦自身的磨損量。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供應用于一種全密封泵推力軸承磨損量的在線監測裝置及方法，克服目前的監測方法存在的測量精度低的問題，達到準確測量石墨軸瓦磨損的目的。
[0005]本發明的目的通過下述技術方案實現:
一種全密封泵推力軸承磨損量的監測結構，包括密封泵的轉子，轉子的頂部固定連接有推力盤，還包括固定在轉子外側的扇形石墨軸瓦，推力盤與呈軸對稱環形布置的扇形石墨軸瓦構成摩擦副，在所述密封泵上設置有一個開孔，該開孔正對轉子的端面，或者該開孔正對推力盤的側面，在開孔內安裝有位置探頭，位置探頭與電感式傳感器連接，電感式傳感器通過信號傳輸線與放大器相連接，放大器通過信號傳輸線與模/數轉換器相連接，模/數轉換器通過信號傳輸線與計算機相連接。在實際的使用過程中，申請人發現目前的兩種測量石墨軸瓦磨損的方法是存在問題的:通過水溫變化來確定磨損量的方法中，由于導致水溫變化的因素很多，因此通過水溫的變化來反應磨損的方式存在不確定因素，而在推力軸承石墨軸瓦上埋置傳感器只能測量以穩定轉速運行時的軸承的推力盤與石墨軸瓦之間形成的水膜厚度的變化，不能監測推力軸承軸承石墨軸瓦自身的磨損量，針對這些問題，申請人經過理論研宄和實驗得到了解決這些問題的技術方案:本發明通過在密封泵上設置開孔，在開孔內設置位置探頭，通過位置探頭、傳感器的方式來直接測量推力盤的位置變化，可以更加直接、準確地判斷出測量出磨損量，由于水潤滑推力軸承摩擦副是由硬度稍高的圓盤狀的推力盤與硬度稍低的環形布置的石墨軸瓦配對組成，推力盤通常采用堆焊硬質耐磨合金等方法形成，推力盤與轉子是采用剛性固定聯接結構形式，石墨軸瓦通常作為磨損較快的易損部件需要適時更換；全密封泵運行時推力盤與轉子為繞軸心連續旋轉部件、石墨軸瓦為靜止部件，由于推力軸承的軸向負荷通過推力盤作用在石墨軸瓦上并保持向下，軸承摩擦副中的推力盤長期的運轉將導致與其接觸、同時硬度稍低的石墨軸瓦磨損速率遠遠大于推力盤，隨著石墨軸瓦磨損量的累積增加、厚度減薄，立式全密封泵的推力盤及其轉子將隨著下沉，也就是說推力軸承瓦塊的磨損量將與推力盤和轉子的下沉位移量保持一致大小，因此對推力盤或轉子的位移量進行實時在線位移監測，就能測量出水潤滑推力軸承的磨損量和磨損狀況。
[0006]當開孔正對推力盤的側面時，在該推力盤的外側設置有磁性刻度線。進一步講，根據實際的安裝位置不同，可以將位置探頭安裝在不同的區域，當安裝在轉子軸線上的時候，位置探頭可以探知推力盤表面與其之間的間距變化；當安裝在推力盤側面的時候，由于推力盤的磨損運動方向是在其軸線上，因此，需要在推力盤的側面設置一條磁性刻度線，當磁性刻度線移動到位置探頭的探測點時，表示磨損量已經達到危險值，需要進行更換。
[0007]本發明的另一個目的是提供一種軸向的測量方法，來直接測量密封泵轉子端面與位置探頭之間的距離，根據具體的使用環境，位置探頭的可以安裝在兩個區域:轉子軸線、和徑向上，因此配置兩種測量方法如下:
一種全密封泵推力軸承磨損量的軸向在線監測方法，包括以下步驟:
(a)位置探頭持續測量位置探頭與轉子端面之間的距離；
(b)位置探頭將測量的信號傳遞給放大器進行信號放大，然后傳輸給模/數轉換器； (C)模/數轉換器接收放大后的模擬信號并進行模數轉換，形成數字信號；
(d)計算機接收數字信號，如果該設定值達到設定值，則計算機進行顯示并報警，否則不動作。
[0008]一種全密封泵推力軸承磨損量的徑向在線監測方法，包括以下步驟:
(A)裝配好推力盤(I)后，在推力盤(I)的外側設置有磁性刻度線；
(B)在密封泵運行過程中，位置探頭(4)持續探測推力盤(I)的側表面，當位置探頭(4)探測到磁性刻度線時，產生一個輸出信號，傳遞給放大器(7)進行信號放大，然后傳輸給模/數轉換器(8);
(C)模/數轉換器(8)接收放大后的模擬信號并進行模數轉換，形成數字信號；
(D)計算機接收數字信號并判斷輸出信號是否為真，如果為真，則計算機進行顯示并報警，否則不動作。
[0009]通過上面的兩種測量方法，可以準確地直接反應出推力盤的運動距離，從而得到石墨軸瓦的移動量，能夠直接并直觀反映全密封泵內部水潤滑推力軸承的磨損狀況，避免突發性的停堆等故障。
[0010]本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果:
I本發明一種全密封泵推力軸承磨損量的在線監測裝置及方法，水潤滑推力軸承摩擦副是由硬度稍高的圓盤狀的推力盤與硬度稍低的環形布置的石墨軸瓦配對組成，推力盤通常采用堆焊硬質耐磨合金等方法形成，推力盤與轉子是采用剛性固定聯接結構形式，石墨軸瓦通常作為磨損較快的易損部件需要適時更換；全密封泵運行時推力盤與轉子為繞軸心連續旋轉部件、石墨軸瓦為靜止部件，由于推力軸承的軸向負荷通過推力盤作用在石墨軸瓦上并保持向下，軸承摩擦副中的推力盤長期的運轉將導致與其接觸、同時硬度稍低的石墨軸瓦磨損速率遠遠大于推力盤，隨著石墨軸瓦磨損量的累積增加、厚度減薄，立式全密封泵的推力盤及其轉子將隨著下沉，也就是說推力軸承瓦塊的磨損量將與推力盤和轉子的下沉位移量保持一致大小，因此對推力盤或轉子的位移量進行實時在線位移監測，就能測量出水潤滑推力軸承的磨損量和磨損狀況；
2本發明一種全密封泵推力軸承磨損量的在線監測裝置及方法，根據不同的安裝位置，可以選