貧鈾合金飛輪結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉一種貧鈾合金飛輪結構。
【背景技術】
[0002]屏蔽栗電動機由于電機腔與栗腔相通，電動機轉子浸泡在所運送的流體介質中，轉子在流體中旋轉所產生的損耗都比較大，因而電動機轉子設計的都比較細長。在一般常規的屏蔽栗中，對栗的惰轉時間很少有嚴格的要求，屏蔽栗電機設計時只要在滿足電機的設計要求后，很少對轉子的轉動慣量提出要求。
[0003]對于使用在核電站的反應堆冷卻劑栗，為了保證反應堆的安全停堆，對主栗的惰轉流量提出嚴格的要求，即主栗的轉子部件要有足夠的轉動慣量來滿足惰轉流量。主栗轉子部件主要由栗葉輪和電機轉子組成，葉輪由于本身結構和水力性能的限制所提供的轉動慣量很有限，其中大部分的轉動慣量都由電動機轉子來提供。對于軸封式核主栗，由于主栗電動機轉子在空氣中運行，裝在電機轉子上的飛輪大都采用一塊或多塊大尺寸鋼圓盤組成，為了獲得足夠的轉動慣量徑向尺寸都設計的比較大。
[0004]第三代核電站反應堆冷卻劑栗采用了屏蔽栗技術，電機轉動部件都浸泡在高壓反應堆冷卻劑(輕水)中。轉子旋轉時由于輕水的阻力作用，轉子將產生很大的摩擦損耗，為了盡量減少這種損耗，轉子必須設計為細長結構，這樣就降低了轉子的轉動慣量，無法滿足主栗惰轉流量的要求，如果采用圓盤式飛輪結構，其尺寸無法滿足結構空間的要求。需要設計一種體積小、轉動慣量高的飛輪才能滿足主栗的設計要求。
【發明內容】
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[0005]本發明的目的是提供一種滿足主栗轉動慣量和體積的貧鈾合金飛輪結構，使其在有限的空間內獲得了較大的轉動慣量。本發明的技術方案為:一種貧鈾合金飛輪結構，合金飛輪結構由外套(I)、飛輪鈾盤(2)、飛輪內套筒(3)、蓋板(4)組成，其主體結構由飛輪鈾盤
(2)、飛輪內套筒(3)構成，其中飛輪鈾盤(2)由單塊飛輪盤通過疊裝壓緊而成，疊裝后的飛輪鈾盤(2)緊配合在飛輪內套筒(3)的外輪廓面上，蓋板(4)位于飛輪側面，蓋板(4)的折邊內壓裝固定外套(I)。
[0006]本發明采用鈾2鉬(DU-2Mo)作為飛輪鈾盤⑵內的填充物復，通過飛輪鈾盤的空間布置，使其在有限的空間內獲得了較大的轉動慣量。本發明根據飛輪運行在高壓輕水環境及技術規范的要求，通過以下結構實現，飛輪由飛輪內套筒、飛輪鈾盤、蓋板和外套組成。疊裝好的合金飛輪盤熱套在飛輪內套筒上，飛輪內套筒中間凸出一個小的凸臺以保持合金飛輪盤的軸向固定。合金飛輪盤在疊裝的時候保證每片飛輪盤之間的疊裝間隙小于等于0.1mm,整體熱套在飛輪內套筒上，以保持合金飛輪盤旋轉時不脫離飛輪內套筒。外套套裝在合金飛輪鈾盤外側，飛輪盤側面的蓋板與外套和飛輪內套筒焊接形成一個密封腔，以防止飛輪鈾盤與反應堆冷卻劑接觸。本發明使用了合金的高密度性質，并將飛輪盤的質量盡量集中在遠離中心位置，盡可能增加了飛輪的轉動慣量。【附圖說明】:
[0007]圖1為本發明飛輪裝配剖視圖
[0008]圖2為圖1的左視剖圖
[0009]圖3為本發明疊裝后的合金飛輪鈾盤結構圖
[0010]圖4為圖3中單塊飛輪盤結構圖
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示一種貧鈾合金飛輪結構，合金飛輪結構由外套1、飛輪鈾盤2、飛輪內套筒3、蓋板4組成，其主體結構由飛輪鈾盤2、飛輪內套筒3構成，其中飛輪鈾盤2采用如圖4所示的單塊飛輪盤通過疊裝壓緊而成，疊裝后的飛輪鈾盤2緊配合在飛輪內套筒3的外輪廓面上，如圖2所示，蓋板4位于飛輪側面，蓋板4的折邊內壓裝固定外套I。
[0012]如圖3所示，外套I套裝在合金飛輪鈾盤2外側，飛輪盤側面的蓋板4與外套1、飛輪內套筒3焊接形成一個密封腔將合金飛輪鈾盤2與反應堆冷卻劑隔離。根據權利要求1所述的一種貧鈾合金飛輪結構，其特征是:采用合金鈾2鉬(DU-2Mo)作為飛輪鈾盤2內的填充物。
[0013]飛輪的主體部分包括飛輪內套筒、飛輪鈾盤，其中飛輪鈾盤是產生高轉動慣量的核心部件，它由高密度的合金制造而成。由于高密度合金的材料特性，若將其制成整體的飛輪鈾盤，在制造和缺陷檢查時存在一定限制，極可能影響飛輪鈾盤質量，因此利用合金制成單塊的飛輪盤，再通過壓緊技術，使單塊的飛輪盤疊裝成飛輪鈾盤。單塊飛輪盤的結構，便于制造和飛輪盤內部缺陷的檢查。為了使飛輪鈾盤能夠與飛輪內套筒緊密接觸，將飛輪鈾盤熱套安裝在飛輪飛輪內套筒上，飛輪鈾盤之間留有適當間隙，以方便制造安裝，即完成飛輪的主體結構。在主體結構完成后，將蓋板熱套在飛輪鈾盤的側面，將外套熱套在飛輪鈾盤的外側，通過蓋板和外套將飛輪鈾盤包裹、端部焊接密封起來，即實現了組合飛輪結構設計。本發明是為實現在有限的空間內設計出種高轉動慣量的飛輪。飛輪在運行時還要保證具有高的可靠性和安全性，飛輪在高速旋轉時，如圖3所示，分層的高密度飛輪鈾盤將產生非常大離心力，為了克服這個離心力需要通過熱套的緊量來維持這種力的平衡。本發明選擇了一種高密度、高沖擊韌性的合金作為飛輪的填充物，能在苛刻的工作環境、在高轉速下不出現延性斷裂、破裂，極大的提高了飛輪的轉動慣量，有效地減少了飛輪的外徑尺寸，滿足了設計的需要。本發明飛輪在飛輪鈾盤上包裹了一層焊接性能好、抗腐蝕的不銹鋼外套和蓋板，避免飛輪鈾盤被高放射的反應堆冷卻劑腐蝕。
【主權項】
1.一種貧鈾合金飛輪結構，其特征是:合金飛輪結構由外套(I)、飛輪鈾盤(2)、飛輪內套筒(3)、蓋板(4)組成，其主體結構由飛輪鈾盤(2)、飛輪內套筒(3)構成，其中飛輪鈾盤(2)由單塊飛輪盤通過疊裝壓緊而成，疊裝后的飛輪鈾盤(2)緊配合在飛輪內套筒(3)的外輪廓面上，蓋板(4)位于飛輪側面，蓋板(4)的折邊內壓裝固定外套(I)。2.根據權利要求1所述的貧鈾合金飛輪結構，其特征是:外套(I)套裝在合金飛輪鈾盤⑵外側，飛輪盤側面的蓋板⑷與外套(I)、飛輪內套筒⑶焊接形成一個密封將合金飛輪鈾盤(2)與反應堆冷卻劑隔離。3.根據權利要求1所述的一種貧鈾合金飛輪結構，其特征是:采用合金鈾2鉬(DU-2Mo)作為飛輪鈾盤(2)內的填充物。
【專利摘要】本發明涉及一種貧鈾合金飛輪結構，其主體結構由飛輪鈾盤、飛輪內套筒構成，其中飛輪鈾盤為分層結構，分層的飛輪鈾盤熱套在飛輪內套筒的外輪廓面上，蓋板位于飛輪側面，端板的折邊內壓裝固定外套。本發明充分合理利用了合金的高密度和超高的沖擊韌性，實現了在有限空間內獲得了較大的轉動慣量和可以接受的經濟性。本發明采用合金鈾盤作為飛輪的填充物，并分層疊裝，在空間上使其質心離旋轉中心尺寸盡可能大，有效地增大了飛輪的轉動慣量。
【IPC分類】H02K7/02
【公開號】CN105071588
【申請號】CN201510451200
【發明人】谷鳳玲, 李藏雪, 呂向平, 馬德宇, 王超, 陳剛, 張進寶
【申請人】哈爾濱電氣動力裝備有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月29日