[發明專利]一種核電站主泵主軸表面缺陷測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201710699273.3
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107478724A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 程衛國;羅良蓋;陳海兵;朱磊;陸惠強;周巧嬋;陸文華;錢安家;馬躍峰;石磊
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院有限責任公司;中核核電運行管理有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01B7/00;G01B7/26
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 翁若瑩,吳小麗

技術領域

本發明涉及一種核電站主泵主軸表面缺陷測量裝置及方法，屬于汽輪機監視 保護儀表(TSI)檢測技術領域。

背景技術

汽輪機監視保護儀表(TSI)通常都安裝有振動監視保護儀表，以連續在線 監視和保護核電站主泵主軸的振動。由于核電站主泵在安裝過程中二個軸承之間 的不對中、軸承座基礎的剛性不好、軸承和主軸的磨損、在主泵運行過程中的動 靜相互碰撞、主泵葉片的表面侵蝕、主泵內部存在異物等諸多因素，在主泵運行 過程中會造成主泵振動大，過大的振動輕者會產生噪音，影響環境，重者會影響 主泵的壽命，甚至造成主泵的損壞，造成核電機組強迫停機，會造成不可估量的 損失。因此，在核電站主泵運行過程中，必須安裝振動監視保護儀表，以連續在 線監視主泵振動參數。確保振動參數運行在安全范圍內，是保證核電站主泵安全 運行的重要參數之一。由于振動測量是一種精密測量，其測量數據是微米數量級， 一般情況下，核電站主泵在運行過程中，其主軸的振動峰峰值不允許超過 50umPK-PK，如果監視到的振動測量值超過此設定值，必須強迫停泵，進行檢 修，以便確認造成振動過大的原因。

國內某核電站1號發電機組的2號主泵(一臺發電機組共有四臺主泵)，在 主泵運行過程中一直振動指示偏大，經過幾次停機檢修，沒有查找到原因和解決 方案，后來經過多方專家討論和論證，形成共識。一致認為：有可能是由于在振 動傳感器的安裝位置處，主軸的表面的凹陷或者裂縫造成的，因為主軸表面的微 小凹陷和細微裂縫憑肉眼是看不出來的，但這種主軸表面的微小缺陷會直接影響 主泵的振動測量值的準確性，干擾專家們對主泵運行狀態的判斷。所以迫切需要 有一種能夠對主軸表面進行缺陷測量和處理的裝置。

核電站主泵主軸的表面缺陷主要包括主軸表面的凹陷、表面裂縫和表面不光 滑，目前的市場上沒有針對核電站主泵主軸表面進行缺陷測量和處理的此類裝 置。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能夠測量出核電站主泵主軸表面缺陷 的裝置及方法。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供一種核電站主泵主軸表面 缺陷測量裝置，其特征在于：包括

設于主泵主軸上，用于建立主軸表面缺陷的起始位置，即鍵相位，的鍵相器 標記；

用于檢測主泵主軸的鍵相位，并以此位置為零位旋轉，用弧度來描述主泵主 軸表面缺陷的起始位置和結束位置的鍵相傳感器；

用于測量主泵主軸本身的振動的振動傳感器；

用于接受振動傳感器和鍵相傳感器的信號，并進行數據處理的信號接收和處 理單元；

用于對信號接收和處理單元處理后的數據進行顯示的顯示終端。

優選地，所述鍵相器標記包括金屬塊，金屬塊中間設有槽，刺毛搭帶從金屬 塊中間的槽內穿過。

優選地，所述金屬塊由與主泵主軸材料相同的金屬制成。

優選地，所述毛搭帶的長度正好包圍主泵主軸表面一周且搭牢。

優選地，所述鍵相傳感器的探頭正對著鍵相器標記的金屬塊，二者安裝間隙 為1.5±0.5mm。

優選地，所述鍵相傳感器通過活動式吸盤支架設于主泵的軸承座上。

優選地，所述振動傳感器通過振動支架剛性固定在主泵的軸承座上。

優選地，在主泵主軸上，固定鍵相器標記的位置與振動傳感器的位置之間的 距離大于80mm。

優選地，所述鍵相傳感器為電渦流式位移傳感器。

本發明還提供了一種核電站主泵主軸表面缺陷測量方法，采用上述的核電站 主泵主軸表面缺陷測量裝置，其特征在于：步驟為：

步驟1：在主泵主軸上建立一個主軸表面缺陷的起始位置，并在該位置加裝 一個鍵相器標記；

步驟2：調節鍵相傳感器和振動傳感器的相對位置，保證二者之間不產生相 互干擾；

步驟3：主泵主軸旋轉，信號接收和處理單元自動采集和記錄來自接受振動 傳感器和鍵相傳感器所傳輸的數據，并繪制成波形圖；波形圖是一個二維坐標系， 橫軸為旋轉的弧度，每旋轉一周產生一個完整的波形，縱軸代表振動傳感器、鍵 相傳感器采樣到的信號峰峰值；

步驟4：通過顯示終端顯示所述波形圖；通過所述波形圖直觀地分析出主泵 主軸表面缺陷的大小、起始位置、結束位置。

本發明提供的核電站主泵主軸表面缺陷測量裝置，可以實現對主軸表面的凹 陷、裂縫或者不光滑的檢測，可以檢測出主軸表面缺陷的大小、深度和相對位置。