免润滑脱离式核主泵飞轮动力学特性研究

简介

现有核反应堆冷却剂主循环泵(核主泵)飞轮系统无超速保护功能,在极限冷却剂丧失事故(LOCALost of Coolant Accident)工况下存在飞轮破裂损伤主设备的隐患,进而威胁整个核岛安全。为消除隐患保障核岛安全运行,根据第三代核电技术的要求,首先采用过盈配合传递扭矩的方式,设计出满足惰转惯量要求的脱离式飞轮结构,摩擦副选用自润滑性能的陶瓷球与PEEK材料,达到免润滑目的。然后根据飞轮本体与轴套之间的非线性接触理论,采用仿真方法分析了过盈量随转速变化特性,给出了脱离速度。同时分析了飞轮危险点应力应变随转速变化特性,给出了脱离速度下的危险点应力。最后对设计完成的工程样机进行了台架实验,获得了飞轮本体实现脱离的速度以及飞轮危险点应力应变随转速变化的特征曲线。结果表明理论计算、仿真分析与实验结果基本一致,进而为飞轮产品的设计与制造提供了可靠地技术与方法。