本發(fā)明涉及核電裝備領(lǐng)域的一種主循環(huán)鈉泵靜壓軸承試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：
主循環(huán)鈉泵是行波堆的關(guān)鍵核心設(shè)備之一,而靜壓軸承又是主循環(huán)鈉泵的關(guān)鍵部件組成部分，該靜壓軸承關(guān)系到主循鈉泵運(yùn)行的可靠性。目前我國的主循環(huán)鈉泵靜壓軸承全部靠國外進(jìn)口，為了加強(qiáng)我國核電國產(chǎn)化的發(fā)展，節(jié)省國家外匯的資源，對(duì)主循環(huán)鈉泵靜壓軸承進(jìn)行國產(chǎn)化是必然趨勢(shì)。因此通過試驗(yàn)研究靜壓軸承的性能非常必要。主循環(huán)鈉泵靜壓軸承試驗(yàn)裝置用于研究靜壓軸承的靜壓腔內(nèi)的背壓變化、節(jié)流縫隙內(nèi)壓力降及靜壓軸承的承載力與偏心率的關(guān)系。國內(nèi)尚未有主循環(huán)鈉泵靜壓軸承試驗(yàn)裝置的報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種主循環(huán)鈉泵靜壓軸承試驗(yàn)裝置，其能同時(shí)測(cè)量靜壓軸承的靜壓腔內(nèi)的背壓變化、節(jié)流縫隙內(nèi)壓力降及靜壓軸承的承載力與偏心率的關(guān)系。實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是：一種主循環(huán)鈉泵靜壓軸承試驗(yàn)裝置；所述靜壓軸承包括：軸承體，以及對(duì)應(yīng)位于所述軸承體上下兩端的上軸承法蘭和下軸承法蘭，所述上軸承法蘭上設(shè)有一個(gè)泄漏孔，所述下軸承法蘭上設(shè)有徑向背壓通孔，所述軸承體的內(nèi)圓周壁，從上至下依次設(shè)有軸偏移環(huán)形槽和節(jié)流槽，所述軸承體上還設(shè)有與所述軸偏移環(huán)形槽連通的第一徑向通孔和第二徑向通孔，所述第一徑向通孔高于所述第二徑向通孔，所述軸承體的外圓周壁上設(shè)有壓力降螺旋槽；該主循環(huán)鈉泵靜壓軸承試驗(yàn)裝置，包括水池、試驗(yàn)泵、出口管路和泄漏管路；所述試驗(yàn)泵，包括泵軸和葉輪，所述泵軸豎直向下伸入所述水池的水面，所述葉輪套接在所述泵軸的底端；所述葉輪的底端連接漸縮管，所述葉輪的徑向外側(cè)套接導(dǎo)葉套，所述導(dǎo)葉套的底端連接出口管路；所述靜壓軸承與所述泵軸套接，所述靜壓軸承的底面與所述導(dǎo)葉套的頂面固定，使所述葉輪與所述靜壓軸承之間形成靜壓腔；所述徑向背壓通孔內(nèi)設(shè)有用于測(cè)量所述靜壓腔內(nèi)背壓的背壓測(cè)量裝置；所述靜壓軸承與所述泵軸之間還設(shè)有下軸套，所述靜壓軸承的節(jié)流槽與所述下軸套之間形成節(jié)流縫隙，所述靜壓軸承的軸向偏移槽與所述下軸套之間形成軸偏移腔；所述靜壓軸承的壓力降螺旋槽內(nèi)設(shè)有用來測(cè)量所述節(jié)流縫隙內(nèi)壓力降的壓力降測(cè)量裝置，所述靜壓軸承的第一徑向通孔和第二徑向通孔內(nèi)設(shè)有軸位移探頭；所述靜壓軸承的頂面固定有一個(gè)與所述泵軸套接支架，將所述試驗(yàn)泵在豎直方向上固定，所述支架上還固定一個(gè)與所述泵軸套接的軸承支架，所述支架、所述軸承支架、所述靜壓軸承和所述泵軸之間形成一個(gè)頂部封閉的泄漏腔，所述泄漏腔內(nèi)水面的高度高于所述水池水面的高度；所述泄漏腔通過所述靜壓軸承上的泄漏孔連接所述泄漏管路；所述軸承支架上固定有一個(gè)與所述泵軸套接的上軸承，所述上軸承的上方設(shè)有一個(gè)電機(jī)架，所述電機(jī)架上設(shè)有電機(jī)，所述電機(jī)與所述泵軸的頂端之間通過聯(lián)軸器連接；所述出口管路豎直向上伸出所述水池的水面后轉(zhuǎn)為水平，并由位于所述水池的平臺(tái)上的水平管支架支撐；所述泄漏管路豎直向上伸出所述水池的水面后水平浮于所述水池的水面之上。進(jìn)一步的，所述靜壓腔內(nèi)設(shè)有位于所述葉輪頂面上的，并與所述靜壓軸承的底面分離的偏心塊。進(jìn)一步的，所述下軸套的上方設(shè)有與所述泵軸套接的上軸套，所述上軸套的頂面與所述水池的水面等高，所述上軸套的底部在所述水池的水面以下與所述下軸套連接；所述上軸套的徑向外側(cè)套接有穩(wěn)流罩，所述穩(wěn)流罩的底面與所述靜壓軸承的頂面固定。進(jìn)一步的，所述支架包括與所述泵軸套接的用于將所述支架與所述靜壓軸承頂面固定的下支撐環(huán)、位于所述下支撐環(huán)頂面徑向外側(cè)的下支撐板，位于所述下支撐板頂面徑向外側(cè)的上支撐環(huán)，以及位于所述上支撐環(huán)頂面徑向外側(cè)的，用于將該試驗(yàn)泵在豎直方向上固定的上支撐板；所述軸承支架分為支架底板以及位于所述支架底板頂面外圓周上的支架本體，所述支架底板的頂面上設(shè)有一塊封板，將所述泄漏腔的頂部封閉。再進(jìn)一步的，所述上軸承的外圓周上設(shè)有一個(gè)軸承支座，所述上軸承通過所述軸承支座固定在支架本體的頂面上，所述電機(jī)架固定在所述軸承支座的頂面上。進(jìn)一步的，所述出口管路包括通過抱箍依次連接的導(dǎo)葉套接管、水下水平管、水下彎管、豎直管、水上彎管和水上水平管，所述導(dǎo)葉套接管連接所述導(dǎo)葉套，所述水上水平管與所述水池的平臺(tái)之間設(shè)有水平管支架，所述水上水平管的末端設(shè)有出口閥門，所述水上水平管內(nèi)設(shè)有渦輪流量計(jì)以及壓力傳感器。再進(jìn)一步的，所述出口管路還包括將用于將所述導(dǎo)葉套接管、所述水下水平管、所述水下彎管和所述豎直管支撐固定的水下支架，所述水下支架由槽鋼制成。進(jìn)一步的，所述泄漏管路包括與所述靜壓軸承的泄漏孔連接的泄漏孔接管、水平浮于所述水池的水面上的泄漏管，以及在所述水池的水面以下連接所述泄漏孔接管、在所述水池的水面以上連接所述泄漏管的轉(zhuǎn)接管，所述泄漏管內(nèi)設(shè)有泄漏流量計(jì)。進(jìn)一步的，所述背壓測(cè)量裝置包括位于所述徑向背壓通孔內(nèi)的背壓測(cè)量?jī)x，連接所述背壓測(cè)量?jī)x的背壓測(cè)量管，以及在位于所述背壓測(cè)量管伸出所述水池的水面一端的背壓測(cè)量球閥；所述靜壓軸承的壓力降螺旋槽的徑向兩側(cè)分別設(shè)有與所述節(jié)流槽等高的壓力接口，兩個(gè)所述壓力接口分別連接一根壓力降測(cè)量管，兩根所述壓力降測(cè)量管伸出水面的一端均設(shè)有壓力降測(cè)量球閥，所述壓力接口、所述壓力降測(cè)量管和所述壓力降測(cè)量球閥組成所述壓力降測(cè)量裝置。采用了本發(fā)明的一種主循環(huán)鈉泵靜壓軸承試驗(yàn)裝置的技術(shù)方案；包括水池、試驗(yàn)泵、靜壓軸承、出口管路和泄漏管路；所述試驗(yàn)泵，包括泵軸和葉輪，所述泵軸豎直向下伸入所述水池的水面，所述葉輪套接在所述泵軸的底端；所述葉輪的底端連接漸縮管，所述葉輪的徑向外側(cè)套接導(dǎo)葉套，所述導(dǎo)葉套的底端連接所述出口管路；所述靜壓軸承與所述泵軸套接，所述靜壓軸承的底面與所述導(dǎo)葉套的頂面固定，形成靜壓腔；與所述靜壓腔對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有背壓測(cè)量裝置；所述靜壓軸承與所述泵軸之間還設(shè)有下軸套，所述靜壓軸承與所述下軸套之間形成節(jié)流縫隙與軸偏移腔；與所述節(jié)流縫隙對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有壓力降測(cè)量裝置，與所述軸偏移腔對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有軸位移探頭；所述靜壓軸承的頂面固定有支架和軸承支架，所述支架、所述軸承支架、所述靜壓軸承和所述泵軸之間形成一個(gè)頂部封閉的泄漏腔，所述泄漏腔通過靜壓軸承上的泄漏孔連接泄漏管路，所述泄漏腔內(nèi)水面的高度高于所述水池的水面的高度。其技術(shù)效果是：其能同時(shí)測(cè)量靜壓軸承的靜壓腔內(nèi)的背壓變化、節(jié)流縫隙內(nèi)壓力降及靜壓軸承的承載力與偏心率的關(guān)系。附圖說明圖1為主循環(huán)鈉泵中的靜壓軸承的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的一種主循環(huán)鈉泵靜壓軸承試驗(yàn)裝置中試驗(yàn)泵的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的一種主循環(huán)鈉泵靜壓軸承試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的一種主循環(huán)鈉泵靜壓軸承試驗(yàn)裝置的俯視圖。具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1至圖4，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體地實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明：主循環(huán)鈉泵中的靜壓軸承1包括軸承體11，以及對(duì)應(yīng)位于軸承體11上下兩端的上軸承法蘭12和下軸承法蘭13。其中上軸承法蘭12上設(shè)有圍繞上軸承法蘭12圓周設(shè)置的上螺栓通孔121，以及一個(gè)泄漏孔122。泄漏孔122位于上螺栓通孔121的徑向內(nèi)側(cè)。下軸承法蘭13上設(shè)有圍繞下軸承法蘭13圓周設(shè)置的下螺栓通孔131。軸承體11的內(nèi)圓周壁，從上至下依次設(shè)有軸偏移環(huán)形槽14和節(jié)流槽15。軸承體11上還設(shè)有與軸偏移環(huán)形槽14連通的第一徑向通孔16和第二徑向通孔17。第一徑向通孔16的位置高于第二徑向通孔17。第一徑向通孔16和第二徑向通孔17對(duì)應(yīng)位于軸承體11的徑向兩側(cè)。在軸承體11的外圓周壁上設(shè)有壓力降螺旋槽18。下軸承法蘭13上還設(shè)有徑向背壓通孔19。本發(fā)明的一種主循環(huán)鈉泵試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)泵2、出口管路3、泄漏管路4和水池9。試驗(yàn)泵2包括泵軸21和葉輪22，泵軸21從上至下，豎直伸入水池9中，葉輪22套接在泵軸21的底端。位于葉輪22底部徑向中心的進(jìn)水口連接漸縮管23，漸縮管23用于將水池9中的水導(dǎo)入試驗(yàn)泵2。葉輪22的徑向外側(cè)套接導(dǎo)葉套24，導(dǎo)葉套24的底部連接出口管路3。從葉輪22徑向外側(cè)的出水口流出的水通過導(dǎo)葉套24流入出口管路3，排出試驗(yàn)泵2。靜壓軸承1在葉輪22的上方與泵軸21套接。靜壓軸承1與泵軸21之間設(shè)有下軸套211。靜壓軸承1的底面通過位于靜壓軸承1的下軸承法蘭13上的下螺栓通孔131，以及螺栓和螺母，與導(dǎo)葉套24固定。下軸套211與靜壓軸承1的節(jié)流槽15圓周接觸，以減少從靜壓軸承1與下軸套211之間的節(jié)流縫隙62中泄漏的泄漏介質(zhì)，即水的量。葉輪22的頂面和靜壓軸承1的底面之間形成靜壓腔61，靜壓腔61內(nèi)設(shè)有位于葉輪22的頂面上的若干偏心塊221。偏心塊221的位置可調(diào)。偏心塊221的頂面與靜壓軸承1底面分離。下軸承法蘭13上的徑向背壓通孔19與靜壓腔61貫通。偏心塊221用于檢測(cè)靜壓軸承1的承載能力。徑向背壓通孔19內(nèi)設(shè)有一個(gè)背壓測(cè)量?jī)x71，背壓測(cè)量?jī)x71連接背壓測(cè)量管72，背壓測(cè)量管72伸出水池9的水面，背壓測(cè)量管72伸出水池9的水面的一端設(shè)有背壓測(cè)量球閥73，背壓測(cè)量?jī)x71、背壓測(cè)量管72和背壓測(cè)量球閥組成背壓測(cè)量裝置。用于測(cè)量靜壓腔61內(nèi)的背壓。靜壓軸承1的節(jié)流槽15與下軸套211之間形成環(huán)形的節(jié)流縫隙62。靜壓軸承1的壓力降螺旋槽18的徑向兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)與節(jié)流槽15等高的壓力接口74，壓力接口74連接壓力降測(cè)量管75，壓力測(cè)量管75伸出水面，壓力測(cè)量管75伸出水面的一端設(shè)有壓力降測(cè)量球閥76，用于測(cè)量節(jié)流縫隙62內(nèi)的壓力降。壓力接口74、壓力降測(cè)量管75和壓力降測(cè)量球閥76組成壓力降測(cè)量裝置。下軸套211與靜壓軸承1的軸偏移環(huán)形槽14之間形成軸偏移腔63，靜壓軸承1的第一徑向通孔16和第二徑向通孔17與軸偏移腔63連通。第一徑向通孔16和第二徑向通孔17內(nèi)設(shè)有軸位移探頭77，用于測(cè)量軸偏移腔63內(nèi)泵軸21的偏心位移。通過在葉輪22上安裝不同質(zhì)量的偏心塊221可用來改變泵軸21的不平衡量，分別測(cè)量不同載荷條件下泵軸21旋轉(zhuǎn)中心的偏移量，換算成偏心率。下軸套211的上方設(shè)有與泵軸21套接的上軸套212。上軸套212分為水平部212a以及圍繞水平部212a底面的外圓周設(shè)置的圓周部212b。其中水平部212a的底面與水池9的水面等高，圓周部212b的底部在水池9的水面以下與下軸套211的頂部固定。上軸套212與泵軸21徑向之間形成一個(gè)泵軸腔。上軸套212的徑向外側(cè)套接有穩(wěn)流罩25。穩(wěn)流罩25的底面通過螺絲與靜壓軸承1的頂面固定。穩(wěn)流罩25的頂面底于水池9的水面。穩(wěn)流罩25保證了從靜壓軸承1與上軸套211之間泄漏的泄漏介質(zhì)流動(dòng)的穩(wěn)定性。靜壓軸承1的上方設(shè)有支架26，支架26上設(shè)有下支撐環(huán)261、位于下支撐環(huán)261頂面徑向外側(cè)的下支撐板262，位于下支撐板262頂面徑向外側(cè)的上支撐環(huán)263，以及位于上支撐環(huán)263頂面徑向外側(cè)的上支撐板264。其中下支撐環(huán)261的底部通過螺栓和螺母，以及上軸承法蘭12的上螺栓通孔121與靜壓軸承1的頂面固定。下支撐環(huán)261的頂部伸出水池9的水面。上支撐板264與一個(gè)支撐平臺(tái)固定，從而將試驗(yàn)泵2在豎直方向上的位置固定。下支撐板262的頂面固定有一個(gè)與支架26同軸的，與泵軸21套接的軸承支架27，軸承支架27分為支架底板271以及位于支架底板271頂面外圓周上的支架本體272。支架底板271的頂面上設(shè)有一塊封板273，使軸承支架27、支架26，靜壓軸承1、穩(wěn)流罩25、上軸套212和泵軸21之間形成一個(gè)頂部封閉的泄漏腔64，泄漏腔64內(nèi)水面的高度高于水池9水面，即泄漏腔64內(nèi)水面的高度高于泄漏腔64外的水面的高度。泄漏腔64通過靜壓軸承1的上軸承法蘭12的泄漏孔122連接泄漏管路4。泄漏腔64內(nèi)的水會(huì)隨泵軸21轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生攪動(dòng)，泄漏腔64內(nèi)水面的高度高于泄漏腔64外的水面的高度，泄漏腔64內(nèi)的壓力升高，泄漏腔63內(nèi)的水從泄漏管路4流出。軸承支架27的支架本體272的頂面上固定有一個(gè)與泵軸21套接的上軸承28，上軸承28的外圓周上設(shè)有一個(gè)環(huán)形的軸承支座281，上軸承28通過軸承支座281固定在軸承支架27的支架本體272的頂面上。本實(shí)施例中上軸承28采用的SKF——7340BCBM軸承。軸承支座281的頂面上固定電機(jī)架29，電機(jī)架29的頂面上固定電機(jī)20，電機(jī)20上設(shè)有驅(qū)動(dòng)軸。電機(jī)20的驅(qū)動(dòng)軸與泵軸21之間通過聯(lián)軸器213連接。泵軸21在電機(jī)20的驅(qū)動(dòng)下自轉(zhuǎn)，從而完成對(duì)于靜壓軸承1的試驗(yàn)。本發(fā)明的一種主循環(huán)鈉泵靜壓軸承試驗(yàn)裝置用背壓測(cè)量?jī)x71、背壓測(cè)量管72和背壓測(cè)量球閥73測(cè)量靜壓腔61內(nèi)的壓力，用壓力接口74、壓力降測(cè)量管75和壓力降測(cè)量球閥76測(cè)量節(jié)流縫隙62內(nèi)的壓力降，用軸位移探頭77，測(cè)量靜壓軸承1的承載力與泵軸1偏心率的關(guān)系，以及對(duì)靜壓軸承1潤滑介質(zhì)量的檢測(cè)。出口管路3包括依次連接的導(dǎo)葉套接管31、水下水平管32，水下彎管33、豎直管34、水上彎管35和水上水平管36。導(dǎo)葉套接管31連接導(dǎo)葉套24，導(dǎo)葉套接管31和水下水平管32之間，水下水平管32和水下彎管33之間、水下彎管33和豎直管34之間、豎直管34和水上彎管35之間，以及水上彎管35和水上水平管36之間均通過抱箍連接。其中導(dǎo)葉套接管31、水下水平管32，水下彎管33均位于水池9的水面以下，豎直管34,豎直向上伸出水池9的水面。水上彎管35和水上水平管36位于水池9的水面以上，水上水平管36的外圓周壁上也設(shè)有抱箍。水上水平管36與水池9的平臺(tái)91之間設(shè)有水平管支架361。水上水平管36的末端設(shè)有出口閥門364。水上水平管36內(nèi)設(shè)有渦輪流量計(jì)362，用于測(cè)量靜壓軸承1的潤滑介質(zhì)，即水的流量。水上水平管36與水上彎管35連接處設(shè)有壓力傳感器363，用于測(cè)量出口管路3內(nèi)的壓力。水平管支架361的作用在于保證出口管路3內(nèi)壓力和流量測(cè)量過程中減少不必要的振動(dòng)。出口管路3還包括將導(dǎo)葉套接管31、水下水平管32，水下彎管33和豎直管34支撐固定的水下支架39。水下支架39由槽鋼制成。水下支架39的作用在于保證出口管路3內(nèi)壓力和流量測(cè)量過程中減少不必要的振動(dòng)。出口管路3在通過試驗(yàn)泵2同時(shí)測(cè)量靜壓軸承1的靜壓腔61內(nèi)的背壓變化、節(jié)流縫隙62內(nèi)壓力降及靜壓軸承的承載力與偏心率的關(guān)系時(shí)，使對(duì)主循環(huán)鈉泵靜壓軸承試驗(yàn)泵的出口流量和出口壓力進(jìn)行準(zhǔn)確安全地檢測(cè)成為了可能，提高了試驗(yàn)的安全性。泄漏管路4包括與靜壓軸承1的泄漏孔122連接的泄漏孔接管41、水平浮于水池9的水面上的泄漏管42，以及轉(zhuǎn)接管43，轉(zhuǎn)接管43的水下端在水池9的水面以下連接泄漏孔接管41，轉(zhuǎn)接管43的水上端在水池9的水面以上連接泄漏管42。泄漏孔接管41和轉(zhuǎn)接管43之間，以及轉(zhuǎn)接管43與泄漏管42之間均通過法蘭連接。泄漏管42內(nèi)設(shè)有泄漏流量計(jì)44，用于測(cè)量從靜壓軸承1與下軸套211之間的節(jié)流縫隙62中泄漏的泄漏介質(zhì)的泄漏量，因?yàn)榱魅胄孤┣?4和流入泄漏腔64的水的量必須保持平衡。泄漏管42水平浮于水池9的水面上保證了泄漏介質(zhì)泄漏量測(cè)量的準(zhǔn)確性。同時(shí)本發(fā)明一種主循環(huán)鈉泵靜壓軸承試驗(yàn)裝置還配備有隔離變壓器(圖中未顯示)，用于控制電機(jī)20。本發(fā)明一種主循環(huán)鈉泵靜壓軸承試驗(yàn)裝置，能夠針對(duì)靜壓軸承1的靜壓腔61內(nèi)的背壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)靜壓軸承1的承載力與偏心率進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)靜壓軸承1與下軸套211之間的節(jié)流縫隙62的壓力降，以及潤滑介質(zhì)的泄漏量進(jìn)行檢測(cè)，并保證檢測(cè)過程中潤滑介質(zhì)的泄漏量的穩(wěn)定性；對(duì)泵軸21的軸偏心位移進(jìn)行檢測(cè)。出口管路3上的抱箍，以及水下支架39降低了本發(fā)明一種主循環(huán)鈉泵靜壓軸承試驗(yàn)裝置的振動(dòng)頻率，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。