[实用新型]一种陶瓷轴承及配置有陶瓷轴承的核电泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种轴承，特别涉及一种耐高温、耐热冲击、耐杂质介质润滑的陶瓷轴承，适用于压水堆核电站核安全2、3级泵领域。本实用新型还涉及一种配置有陶瓷轴承的核电泵。

背景技术

现有核2、3级泵用的介质润滑导轴承，多采用工程热塑料或金属材料喷涂镍基。其中，工程热塑料导轴承具有较高的耐高温耐干磨特性，并且具有较好的耐腐蚀、耐辐照特性，但要求介质纯净无杂质。金属喷涂镍基层材料的导轴承具有良好的耐杂质特性、耐辐照特性，但耐高温和耐干磨特性不理想，容易导致配用轴套的磨损、烧结。

对于耐热冲击特性，主要考虑材料的热膨胀系数、垂直许用应力和结构设计中的配合尺寸，其中工程热塑料的热膨胀系数较小、结构设计中的配合尺寸容易控制，但许用应力值较小。对于金属喷涂镍基材料许用应力高，但热膨胀系数大，结构设计中的各工况的介质润滑和间隙设计很难平衡。

核2、3级泵用介质润滑导轴承若在实际运行过程中出现磨损后损坏，将导致设备的振动、噪音、轴承温度升高，不能满足现行运行要求，并且很难通过更换轴承以外的其他方式进行修复使用。核电厂各设备的设计寿命及更换周期有着严格的控制，无法在规定以外的时间进行更换，因此导轴承的异常将直接影响核电站运行的效率和安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种陶瓷轴承，解决原介质润滑的导轴承设计中无法同时满足耐干磨、耐热冲击和耐杂质的技术要求的问题。本实用新型的目的还在于提供一种配置有陶瓷轴承的核电泵。

为了达到上述目的，本实用新型的一个技术方案是提供一种陶瓷轴承，其中包含：

作为转动部件的金属轴套和陶瓷轴套，所述陶瓷轴套环绕于金属轴套的外侧；

作为固定部件的陶瓷外圈和金属壳体，并且使所述金属壳体设置于陶瓷外圈的外侧，而该陶瓷外圈的内侧与所述陶瓷轴套的外侧相对应；

其中，所述金属轴套在其内侧设置有若干个空心环状结构，所述空心环状结构是在金属轴套的内侧开口并向金属轴套的外侧凹入的形状。

优选地，若干所述空心环状结构相互间隔地布置在金属轴套内侧，且与所述陶瓷轴套在金属轴套轴向所处的位置相对应；

所述陶瓷外圈及金属壳体的设置位置，与所述陶瓷轴套在金属轴套轴向所处的位置相对应。

优选地，所述金属轴套在空心环状结构处的最小壁厚为2.5mm。

优选地，所述陶瓷轴套或陶瓷外圈的基体材料为碳化硅，并且在所述陶瓷轴套或陶瓷外圈中嵌入有碳素纤维。

优选地，所述碳素纤维沿陶瓷轴套或陶瓷外圈的轴向或圆周方向分别嵌入，或者，所述碳素纤维沿陶瓷轴套或陶瓷外圈的轴向和圆周方向同时嵌入形成网格。

优选地，所述碳素纤维的网格的边长为1.7mm-3mm。

优选地，所述金属轴套和金属壳体由奥氏体不锈钢制成。

优选地，所述金属轴套和陶瓷轴套通过过盈配合装配；

所述陶瓷外圈和金属壳体通过过盈配合装配。

本实用新型的另一个技术方案是提供一种核电泵，其中，带有进口管和出口管的进出水壳体连接于筒体上方；第一机械密封件的下部穿过进出水壳体后布置于筒体内，用以安装叶轮/导叶；在泵轴的上轴段穿过进出水壳体、叶轮/导叶后与第一机械密封件下部接触的位置，设置有所述的陶瓷轴承；

所述筒体内的直管连接在第一机械密封件的下方，第二机械密封件连接在该直管下方；所述泵轴的下段穿过第二机械密封件中设置的双吸叶轮；该泵轴的下段在穿入双吸叶轮之前和穿过双吸叶轮之后与该第二机械密封件接触的位置，也分别设置有所述的陶瓷轴承。

与现有技术相比，本实用新型提供的陶瓷轴承，其优点在于：陶瓷轴套和陶瓷外圈以陶瓷材料制成，可耐极高温度，因此在短时干磨状态启动也不会产生任何烧结现象；金属轴套的特殊空心环状结构设计，和陶瓷轴套和陶瓷外圈上碳素纤维网格的嵌入结构，和陶瓷轴承部件的整体结构设计充分考虑热冲击工况，陶瓷轴承硬度极高具有良好的耐杂质工况，该陶瓷轴承可以经受热冲击试验及杂质试验，满足核电站各种事故工况的苛刻要求。

附图说明

图1是本实用新型所述陶瓷轴承的总体结构俯视示意图；

图2是本实用新型所述陶瓷轴承的结构剖视示意图；

图3是本实用新型中金属轴套和陶瓷轴套装配结构的示意图；

图4是本实用新型中金属轴套的结构剖视示意图；

图5是本实用新型所述陶瓷轴承的热冲击试验温升曲线；

图6是本实用新型所述陶瓷轴承的热冲击试验振动指标记录图；