[发明专利]一种倒锥结构的核电主泵飞轮

说明书

本发明提供一种倒锥结构的核电主泵飞轮，包括转轴、轴套和飞轮本体和飞轮盘托盘。轴套通过胀紧套固定在所述转轴上，所述轴套外侧壁是倒锥结构；飞轮本体套设在所述轴套外，所述飞轮本体的中心孔与所述轴套的外壁是过盈配合，所述的飞轮本体底部设有环形支撑部；飞轮盘托盘是安装在所述的轴套下方，通过螺栓与所述的轴套连接，所述的飞轮盘托盘上设有环形滚道，所述的环形滚道上设有滚动体。在正常转速时，依靠过盈配合的摩擦力带动旋转；当转速过高时，分离后由飞轮盘托盘上的滚动体和阻尼结构托住，飞轮本体在惯性下继续旋转，阻尼结构对飞轮盘主体提供阻力从而降低飞轮转速，起到飞轮本体超速脱落后的安全降速的作用。

技术领域

本发明涉及一种核电主泵飞轮组件的结构，特别涉及一种倒锥结构的核电主泵飞轮。

背景技术

核主泵作为核岛唯一不间断动力源，也是反应堆核岛唯一旋转的设备，在超长使役时间内，经受着各种极端工况的考验。核主泵长时间稳定安全的运行对冷却堆芯、防止核电站事故的发生及恶化极为重要。安全运行的前提是制造出适合该工况长时间运行的主泵。目前，我国正处于核主泵的自主研发过程中。在核主泵电机的转轴上安装飞轮为主泵机组提供足够的惰转惯量，以确保主泵断电后继续惰转并在短时间内提供足够的流量带出反应堆因功率滞后衰减继续产生的热量，确保堆芯的安全冷却。飞轮是屏蔽电机主泵中的关键部件之一，飞轮安全、可靠地运行关系到整个电站回路的正常运行。

飞轮和转子一起包容在屏蔽电机主泵内，使其径向尺寸受到极大限制，这对提高转子的转动惯量十分不利。为了最大限度地增大转动惯量，飞轮材料采用重金属。屏蔽电机主泵飞轮结构与其他主泵飞轮结构有所不同，工作环境非常差，要求飞轮在额定转速及设计转速下最大一次应力不超过规定允许限值，即在正常运转过程和事故工况下能够保证飞轮应力满足要求，且不会导致延性断裂。由于主泵运行中存在着事故超速的可能性，因此飞轮很有可能出现破裂事故，如果破裂后的碎片破坏了回路压力边界，后果不堪想象。在地震期间，主泵要求能够正常惰转，一旦出现卡轴事故，堆芯余热无法带出，后果非常严重。因此这些都对飞轮安全、可靠地运行提出了更加苛刻的要求。

飞轮的安全运转，除了与所选材料的抗拉强度有关，还与飞轮的形状、结构有关。因此，对主泵飞轮的结构进行合理的设计和优化显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本申请提供了一种倒锥结构的核电主泵飞轮，能在超速旋转自动脱离后安全降速。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种倒锥结构的核电主泵飞轮，包括：

转轴，所述转轴用于动力输入；

轴套，所述轴套固定在所述转轴上，该轴套的外侧壁是倒锥结构；

飞轮本体，所述飞轮本体套设在所述轴套外，所述飞轮本体的中心孔内壁是倒锥结构，与所述轴套外侧壁过盈配合；

飞轮盘托盘，所述飞轮盘托盘设在所述飞轮本体的下部，与轴套连接；

阻尼结构，所述阻尼结构安装在所述飞轮本体的下部，在所述飞轮本体超速脱落后起降速作用。

进一步的，在所述飞轮本体上设有环形支撑部；所述环形支撑部，包括：第一环形支撑部和第二环形支撑部。

进一步的，所述飞轮盘托盘上设有环形滚道，所述环形滚道，包括：第一环形滚道和第二环形滚道。

进一步的，轴套，包括直径依次减小的轴套第一侧壁、轴套第二侧壁、轴套第三侧壁和轴套第四侧壁，所述轴套第三侧壁为倒锥结构。

进一步的，所述飞轮本体，包括直径依次减小的飞轮本体第一侧壁、飞轮本体第二侧壁和飞轮本体第三侧壁，飞轮本体第二侧壁和飞轮本体第三侧壁过渡面间设有第一环形支撑部，飞轮本体第三侧壁和中心孔过渡面间设有第二环形支撑部。