本發(fā)明涉及制動(dòng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種泵用的制動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展,越來越多的工況會(huì)使離心泵工作在高壓、高速、高溫的環(huán)境中，特別在核泵領(lǐng)域。核主泵,全稱是核反應(yīng)堆冷卻劑循環(huán)泵,它位于核反應(yīng)堆與蒸汽發(fā)生器之間，其主要作用是在開堆前給一回路系統(tǒng)充水，利用核主泵循環(huán)升溫以達(dá)到開堆要求的溫度條件，在反應(yīng)堆正常運(yùn)行時(shí)，把流出蒸汽發(fā)生器的冷卻劑重新送回反應(yīng)堆加熱。核主泵是核島內(nèi)部唯一旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，是一回路的主要壓力邊界。它的長(zhǎng)時(shí)間安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)冷卻堆芯、防止核電站事故的發(fā)生具有重要意義。因此，核主泵又被稱為核電站的“心臟”。核主泵與普通泵的最大區(qū)別在于強(qiáng)調(diào)壓力邊界的完整性和在特殊工況下的可運(yùn)行性，這對(duì)核主泵的安全性和可靠性提出了更高的要求。

核電用泵要求長(zhǎng)期無故障運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)可靠性和安全性要求極為嚴(yán)格。許多情況下還要求在緊急情況下可以保證安全停車。由于放射性液體泄漏對(duì)環(huán)境和人身構(gòu)成潛在的威脅，所以必須要保證這些泵無泄漏或泄漏在可控制的范圍之內(nèi)。

如果核電站發(fā)生失水事故（LOCA），即核主泵所在的一回路的管路發(fā)生破裂，冷卻劑將以很快的速度泄漏出去，使整個(gè)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)壓力下降。如果泄漏發(fā)生在核反應(yīng)堆與核主泵之間的管路，由于冷卻劑快速的泄漏，則核主泵葉輪的轉(zhuǎn)速就會(huì)像水輪機(jī)一樣快速增加；如果泄漏發(fā)生在一回路中核主泵的另一側(cè)管路，則核主泵中冷卻劑的流動(dòng)將于正常泵工況流動(dòng)方向相反，葉輪轉(zhuǎn)速會(huì)下降直至停止，隨后甚至?xí)l(fā)生葉輪逆轉(zhuǎn)并加速現(xiàn)象。葉輪逆轉(zhuǎn)加速過程時(shí)間極短，可能僅發(fā)生在幾秒鐘之內(nèi)，因?yàn)橄鄬?duì)于一回路的高溫高壓冷卻劑核主泵葉輪的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量更小，當(dāng)流量突然增大，葉輪旋轉(zhuǎn)加速度也會(huì)變得很大，所以葉輪轉(zhuǎn)速變化很快。葉輪異常超速運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)嚴(yán)重危害核主泵的機(jī)械強(qiáng)度。需要特別強(qiáng)調(diào)的是，這樣的超速運(yùn)轉(zhuǎn)不僅損壞核主泵本身，甚至?xí)斐珊酥鞅眯D(zhuǎn)部件在離心力的作用損壞，甩出的碎片可能會(huì)導(dǎo)致核主泵喪失工作能力，還可能損害核反應(yīng)堆的其他重要組成部分，造成核電站事故擴(kuò)大。

專利號(hào)為201510203007.8號(hào)的中國發(fā)明專利中授權(quán)了一種“一種核主泵用雙金屬結(jié)構(gòu)飛輪”。其闡明了一種核主泵飛輪的設(shè)計(jì)思路，該發(fā)明專利中，其中飛輪基體和設(shè)置在飛輪基體內(nèi)的若干金屬棒，金屬棒采用高密度金屬材料。該發(fā)明的飛輪基體內(nèi)嵌高密度的合金，在減小飛輪尺寸的同時(shí)又能滿足慣量需求，降低了核主泵機(jī)組的整體尺寸，提高了核主泵機(jī)組的使用效率。專利號(hào)為201410617947.7號(hào)的中國發(fā)明專利中公開了一種“一種失水事故下核主泵極大效率水力設(shè)計(jì)方法”。該發(fā)明提供了一種核主泵在失水事故下具有極大效率的水力設(shè)計(jì)方法，其通過確定葉輪的葉輪外徑，葉片出口邊寬度，葉片出口安放角，葉片數(shù)、喉部面積等參數(shù)，能夠使核主泵在失水事故下設(shè)計(jì)的額定流量點(diǎn)附近有最大效率點(diǎn)，且在1.1額定流量左右的軸功率達(dá)到最大，提高了核主泵在失水事故下的效率，同時(shí)提高了核主泵的抗汽蝕性能和運(yùn)行可靠性，保證了核主泵在氣液兩相下極大流量工況時(shí)的無過載特性。但以上發(fā)明專利只提供了一種飛輪、葉輪等核主泵零件的設(shè)計(jì)思想，并沒有涉及到當(dāng)發(fā)生失水事故時(shí)，在核主泵超速運(yùn)行下對(duì)核主泵零件的損害，也沒有提供一種有效的制動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)核主泵轉(zhuǎn)速的限制，故無法有效減少由于異常轉(zhuǎn)速對(duì)核主泵零件造成的損害。

核電站一回路發(fā)生冷卻劑泄漏可能會(huì)損害核主泵的機(jī)械零件，還可能危害核反應(yīng)堆的重要組成部分，如何避免因核主泵超速運(yùn)轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的嚴(yán)重危害，對(duì)核電站安全運(yùn)行極為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種泵用的制動(dòng)裝置。利用核主泵發(fā)生失水事故時(shí)管路內(nèi)壓力減少的變化，使制動(dòng)裝置自動(dòng)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛輪的制動(dòng)，使核主泵的轉(zhuǎn)速不能進(jìn)一步異常變化，有效的減少對(duì)由于異常轉(zhuǎn)速對(duì)核主泵零件造成的損害。

實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

一種泵用的制動(dòng)裝置，是對(duì)飛輪的一種制動(dòng)裝置，飛輪中設(shè)有通電線圈，通電線圈的兩端與外部的控制裝置連接，飛輪上下分別有一個(gè)制動(dòng)盤，為上制動(dòng)盤和下制動(dòng)盤，上下兩制動(dòng)盤中間都有一塊,磁鐵，兩制動(dòng)盤能夠在一定范圍內(nèi)上下移動(dòng)，無法轉(zhuǎn)動(dòng)。

上制動(dòng)盤的上方和下制動(dòng)盤的下方分別設(shè)有上阻止環(huán)和下阻止環(huán)，阻止環(huán)固定在殼套上；上阻止環(huán)使上制動(dòng)盤不能無限上移，下阻止環(huán)使下制動(dòng)盤不能無限下移。飛輪中有通電線圈，使飛輪整體呈現(xiàn)磁性，與上下制動(dòng)盤發(fā)生相互作用。

所述控制裝置是對(duì)飛輪中通電線圈電流方向進(jìn)行控制的裝置，包括導(dǎo)電板，活塞，銷桿，彈簧，左側(cè)板，右側(cè)板，所述左側(cè)板和右側(cè)板之間設(shè)有支撐板；支撐板上方設(shè)有導(dǎo)電板，下方設(shè)有活塞，銷桿穿過支撐板的中心孔，將導(dǎo)電板和活塞連接在一起，在支撐板和活塞之間的銷桿上套有彈簧，活塞的下面對(duì)應(yīng)著核主泵泵體內(nèi)壓力P，在彈簧和壓力P的作用下，導(dǎo)電板能在左側(cè)板和右側(cè)板中間上下移動(dòng)。

所述左側(cè)板的外側(cè)設(shè)有電路接頭a、電路接頭a′、電路接頭b、電路接頭b′，電路接頭a和a′連接在電源的正極，電路接頭b和b′連接在電源的負(fù)極；

所述右側(cè)板的外側(cè)設(shè)有電路接頭c、電路接頭c′、電路接頭d、電路接頭d′，電路接頭c和c′連接在飛輪的通電線圈的一端，電路接頭d和d′連接在飛輪的通電線圈的另一端。

所述左右側(cè)板的內(nèi)側(cè)上分別有四塊金屬塊，每個(gè)側(cè)板上左右各有兩個(gè)金屬板，上面兩個(gè)金屬板是短金屬板，下面兩個(gè)金屬板是長(zhǎng)金屬板。

所述導(dǎo)電板上表面分別有兩個(gè)平行的金屬條，導(dǎo)電板上下移動(dòng)時(shí)，金屬條兩側(cè)能接觸左右側(cè)板的金屬板，故連通電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流方向的控制。

一種泵用的制動(dòng)裝置的控制方法，

在正常運(yùn)行時(shí)，壓力P對(duì)活塞的作用強(qiáng)于彈簧，此刻導(dǎo)電板在上方，導(dǎo)電板上的兩個(gè)金屬條接觸這兩側(cè)的短金屬板，此時(shí)電路接頭a和c連接，b和d連接，線圈中的電流為正向；此時(shí)，飛輪的上表面和上制動(dòng)盤的下表面，具有相同磁極。同樣，飛輪的下表面和下制動(dòng)盤的上表面，具有相同磁極。因此，此時(shí)兩制動(dòng)盤遠(yuǎn)離飛輪，不會(huì)與飛輪發(fā)生接觸。由于上下兩個(gè)制動(dòng)盤對(duì)稱分布，相比只有一個(gè)制動(dòng)盤，會(huì)在一定程度上減少軸向力。

當(dāng)壓力P減少時(shí)，活塞在彈簧的作用下向下移動(dòng)，此刻導(dǎo)電板在下方，導(dǎo)電板上的兩個(gè)金屬條接觸這兩側(cè)的長(zhǎng)金屬板，此時(shí)電路接頭a′和d′連接，b′和c′連接，線圈中的電流為反向。這樣實(shí)現(xiàn)了因?yàn)閴毫的減少，而改變通電線圈中電流的反向。從而上下制動(dòng)盤與飛輪在電磁力的作用下相互吸引，然后粘合在一起；由于上下制動(dòng)盤無法繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，故制動(dòng)盤與飛輪相互摩擦，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛輪的制動(dòng)，使轉(zhuǎn)速不能進(jìn)一步增加。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明通過利用當(dāng)失水事故發(fā)生時(shí)，核主泵內(nèi)的壓力變化使制動(dòng)裝置自動(dòng)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛輪的制動(dòng)。這樣就能有效的限制核主泵轉(zhuǎn)速的異常增加，故能有效的減少對(duì)由于異常轉(zhuǎn)速對(duì)核主泵零件造成的損害。其中根據(jù)壓力變化來控制制動(dòng)裝置自動(dòng)響應(yīng)的控制裝置，采用電氣控制和機(jī)械控制相結(jié)合，這樣有效的結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)能穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)控制效果。

附圖說明

圖1是一種對(duì)飛輪制動(dòng)的裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2是一種控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是左側(cè)板外側(cè)的電路示意圖；

圖4是右側(cè)板外側(cè)的電路示意圖；

圖5是側(cè)板內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是導(dǎo)電板的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記說明：

1-飛輪、2-上制動(dòng)盤、3-下制動(dòng)盤、4-上阻止環(huán)、5-下阻止環(huán)、6-導(dǎo)電板、7-活塞、8-銷桿、9-彈簧、10-左側(cè)板、11-右側(cè)板、12-短金屬板、13-長(zhǎng)金屬板、14-金屬條。

具體實(shí)施方法

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

本發(fā)明通過利用核主泵由于發(fā)生失水事故時(shí)管路的壓力減少的變化，使制動(dòng)裝置自動(dòng)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛輪的制動(dòng)，使核主泵的轉(zhuǎn)速不能進(jìn)一步異常變化，有效的減少對(duì)由于異常轉(zhuǎn)速對(duì)核主泵零件造成的損害。

如圖1所示，是對(duì)飛輪1的一種制動(dòng)裝置。所述飛輪1中設(shè)有通電線圈，通電線圈的兩端與外部的控制裝置連接，飛輪1上下分別有一個(gè)制動(dòng)盤，為上制動(dòng)盤2和下制動(dòng)盤3，上下兩制動(dòng)盤中間都有一塊磁性很強(qiáng)的磁鐵，兩制動(dòng)盤能夠在一定范圍內(nèi)上下移動(dòng)，無法轉(zhuǎn)動(dòng)。

上制動(dòng)盤2的上方和下制動(dòng)盤3的下方分別有上阻止環(huán)和下阻止環(huán)，阻止環(huán)固定在殼套上；上阻止環(huán)使上制動(dòng)盤2不能無限上移，下阻止環(huán)使下制動(dòng)盤3不能無限下移；飛輪中有通電線圈，使飛輪整體呈現(xiàn)磁性，與上下制動(dòng)盤發(fā)生相互作用。

如圖2所示，是對(duì)通電線圈電流方向進(jìn)行控制的裝置，導(dǎo)電板6和活塞通過銷桿連接在一起，活塞7的下面對(duì)應(yīng)著核主泵泵體內(nèi)的壓力P，活塞7上面是彈簧。在彈簧9和壓力P的作用下，導(dǎo)電板6能在左側(cè)板和右側(cè)板中間上下移動(dòng)。

左側(cè)板外側(cè)的電路如圖3所示，電路接頭a和a′連接在電源的正極，電路接頭b和b′連接在電源的負(fù)極；

右側(cè)板外側(cè)的電路如圖4所示，電路接頭c和c′連接在線圈的一端，電路接頭d和d′連接在線圈的另一端。

側(cè)板內(nèi)側(cè)如圖5所示，左右側(cè)板的內(nèi)側(cè)上分別有四塊金屬塊，每個(gè)側(cè)板上左右各有兩個(gè)金屬板，上面兩個(gè)金屬板是短金屬板12，下面兩個(gè)金屬板是長(zhǎng)金屬板13。

如圖6所示，導(dǎo)電板上分別有兩個(gè)平行的金屬條14，金屬條兩側(cè)在上下移動(dòng)時(shí)，能接觸左右側(cè)板的金屬板，故連通電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流方向的控制。

在正常運(yùn)行時(shí)，壓力P對(duì)活塞的作用強(qiáng)于彈簧，此刻導(dǎo)電板在上方，導(dǎo)電板上的兩個(gè)金屬條接觸這兩側(cè)的短金屬板，此時(shí)a和c連接，b和d連接，線圈中的電流為正向；此時(shí)，飛輪1的上表面和上制動(dòng)盤2的下表面，具有相同磁極；同樣，飛輪1的下表面和下制動(dòng)盤3的上表面，具有相同磁極；因此，此時(shí)兩制動(dòng)盤遠(yuǎn)離飛輪，不會(huì)與飛輪發(fā)生接觸。由于上下兩個(gè)制動(dòng)盤對(duì)稱分布，相比若只有一個(gè)制動(dòng)盤，會(huì)在一定程度上減少軸向力。

當(dāng)壓力P減少時(shí)，活塞7在彈簧9的作用下向下移動(dòng)，此刻導(dǎo)電板6在下方，導(dǎo)電板6上的兩個(gè)金屬條接觸這兩側(cè)的長(zhǎng)金屬板，此時(shí)a′和d′連接，b′和c′連接，線圈中的電流為反向。這樣實(shí)現(xiàn)了因?yàn)閴毫的減少，而改變通電線圈中電流的反向。從而上下制動(dòng)盤與飛輪在電磁力的作用下相互吸引，然后粘合在一起。由于上下制動(dòng)盤無法繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，故制動(dòng)盤與飛輪相互摩擦，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛輪的制動(dòng)，使轉(zhuǎn)速不能進(jìn)一步增加。

以上，為本發(fā)明專利參照實(shí)施例做出的具體說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，也包含本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)的其它實(shí)施例或變形例。