TWI231364B - Axial torsion vibration measurement device of the internal pump - Google Patents

Description

1231364 故、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係、關於用以控制沸水型反應器之爐^流量的内部 粟之軸扭轉振動測定裝置。 【先前技術】 亦水型反應器中，會以内部泵來控制反應器之爐心流量 内部泵之設置上’係垂吊於反應器壓力容器之下部。反 應㈣力容器之下部會將大約1〇台内部粟配置成圓形 部系通常以反向器來驅動。 内部栗係由水力部之葉輪及驅動部之馬達（轉子及定子 2構成m係、收容於圓筒狀之殼體内，此殼體經由喷 玉巾於反應以力容器。殼體之下端以 封，防止爐水流出。 山 傳：上’為了監視此種内部泵之運轉狀態，會檢 在设體上設置振動計檢測2種振動。亦即，會以' 型速度計（振動檢測器）檢測泵軸n 之殼體的振動，又，合以……“體所造成 果之振動音及产體立響檢測器）檢剛 分別㈣度之角度間隔裝設於殼體之圓周方向。有2们’ 认動h測為之目的，在檢測殼體（内部果）之直徑方向 動’又，音響檢測器之目的，則、 的聲音。 疋社* W傳插至殼體 然而’内部泵會因為馬達之力矩變動 動。軸扭轉据私夕相、方…、 度王竿由扭轉振 v、率成份可能和構成内部泵之構件的特 83737 -6- 1231364 疋頻率產生機械共振而導致構件破損。因此，若考慮内部 泵之重複疲勞等之影響，則必須檢測軸扭轉振動。 馬達之軸扭轉振動的檢測上，如日本特開平7_5〇56號公 民所不纟方疋轉轴之2個部位裝設光檢；則器，利用光檢測器 之m號的相位s變化來檢測nT人所皆知之測定方 法。 【發明内容】 傳統技術係在馬達之旋轉軸上裝設光檢測器來檢測軸扭 轉振動 '然而，内部泵係將泵及馬達同時收容於殼體内並 進：密封。因内部泵沒有從旋轉軸外露之部份，故檢測器 之裝設上’實質上極為困難。想要在旋轉軸上裝設檢測器 ’則必須大幅度改造内部泵。 因此，強烈希望能開發出可在無需大幅改造内部泵之情 形下，很簡單即可實施軸扭轉振動之檢測的技術。 亡：明就是針對上述問題點而開發者，其目的即在提供 可間早檢測軸扭轉振動之内部泵之軸扭轉振動測定裝置。 本i明之特徵’係在收容内部泵之馬達的圓筒狀殼體上 ’製設以檢測直徑方向之振動為目的之振動檢測器、及以 :測圓周方向之振動為目的之音響檢測器，使振動檢測器 。丨到之振動波形信號、及音響檢測器檢測到之音響波形 化之兩的因次—致’並從兩信號之差來求取馬達之 軸扭轉振動。 .本發明因係利用音響檢測 響波形彳§號含有軸扭轉振動 益檢測圓周方向之振動，故音 成份，故可利用和未含軸扭轉 83737 1231364 振動成伤之振動波形信號的差來檢測軸扭轉振動。傳 ’！裝：振動檢測器及音響檢測器來檢測内部果之振動， 故，、要、交更音響檢測器 轉振動。 衣-構成，即可簡單地檢測軸扭 換言之，本發明係利用音響檢測器來檢測圓周方向 動JL利用振動檢測器檢測和音響檢測器檢測之圓周方^ 大^為I方向之直徑方向振動，再利用檢測到之振動波 形信號的差來求取軸扭轉振動。 ' 本發明之良好實施形態係將振動檢測器 別設於殼體之圓周方向上相_度之位置。 、匕刀 【實施方式】 圖1係圖2之本發明的一實施例。 圖1中之内部泵1的構成±，係裝設於反應器壓力容器7 之下部’除了具有經由旋轉軸1〇連結著馬達 的葉輪11以外，尚呈右碡Ε 4 炙广力4 6/、有猙止部之馬達定子9。内部泵丨係以 垂吊方式固定於反應器壓力容器7之下部。 收容馬達之轉子8及定子9的圓筒狀殼體6， 連結至反應器壓力容器7並呈垂吊狀態。殼體6之下 用罩1進行密封，防止爐水流出。 圓筒狀殼體6之下方位置上，裝設著振動檢測器2及音響 檢測器3。如圖3、圖4所示，振動檢測器2之裝設上，係^ 檢測面2S接觸殼體6之外圍面。振動檢測路2會檢測以箭頭Α 表示之振動檢測方向（殼體6之直徑方向）的振動。 另一方面，音響檢測器3係裝設於裝設板4上，裝設板4 83737 1231364 、1衣σ又於和振動檢測器2在圓筒狀殼體6之圓周方向上相差 9〇f之位置上’亚從外圍面朝垂直方向向外突出。音響檢 測為3則裝設於裝設板4上，且其檢測面3s會接觸裝設板4 ，檢測以箭頭B表示之振動檢測方向(殼體6之圓肖方向)的 振動。殼體6之®周方向係馬達轉子8(旋轉㈣)之旋轉方向。 振動檢測器2係採用傳統使用之電動型振動計（電動型速 二十）又，曰晷檢測器3係採用傳統使用之壓電型振動計（ ^電型加速度計）°音響檢測器3和傳統上不同之處，在於 檢測圓周方向之振動。 圖2仏以如上述方式配設之振動檢測器2及音響檢測器3 之檢測信號來檢測軸扭轉振動之一實施例。 圖2中，振動檢測器2檢測到之振動波形信號&及音響檢測 器3檢測到之音響波形信號b會輸人至振動演算裝㈣。振 動演算裝置15係由電腦等所構成，依據振動波形信號a及音 曰波开y仏唬b以下述方式檢測軸扭轉振動。參照圖$所示流 程圖來說明其處理。 振動冷r 4置15在步驟S1中，會執行取得振動檢測器2 及曰喜k測為3輸出之振動波形信號&及音響波形信號b的 處理。振動波形信號4如圖6⑷所示之波形，音響波形信 號b係如圖6⑷所示之波形。來自音響檢測器3之音響波形信 #u b (波幵y貝料）仏振動加速度，而來自振動檢測器2之振動波 形信號a(波形資料）係振動速度。 步驟S2中’實施音響檢測器3之波形資料b的數値積分， 將物理里又換成振動速度，使其和振動檢測器2之波形資料 83737 1231364 υ、有一致之因次。對音響檢測 之音響波形信號b如圖6(b)所示 攸步驟S2進入步驟S3 ’配合圖6(b)之音響波形信號匕及振 動波形信號a之相位，計算兩信號之振幅差。振動檢測器2 t振動波形信號a係殼體6之直徑方向的振動成份，利用兩 信號之振幅差’可檢測殼體6之圓周方向—亦即轉子8之旋 轉方向的振動（軸扭轉振動）。檢測到之轴扭轉振動信號c的 波形如圖6(d)所示。 -般而言，對機器之健全性會產生影響之軸扭轉振動俜 低頻成份0〜700 Hz程度），步㈣中，會執行圖6⑷之轴 扭轉振動信號C的高頻遽波處理，除去音響等之高頻成份。 步驟S5中，會將檢測到之軸 罕甶扭轉振動化唬（軸杻轉波形資料 )c輸出至頻率分析裝置16， 幻θ將軸扭轉振動信號c 輸出亚顯不於顯示裝置17。 F 不衣置17上會顯示頻率分析 哀置16求取之如圖7所示之頻譜資料3。 如上所示，顯示裝置17上會 翻产噃 U不如圖6(d)所示之軸扭轉振 動…圖7所示之軸扭轉振動信號c 貝只要觀看顯示裝置17即可了解内部粟1之運轉狀態。見 又，顯示裝置17係視覺化裝置 罟笠夕甘 例’亦可使用印表裝 置專之其他視覺化裝置。 如上所示，可檢測内部泵丨之 钏哭总认t 轉振動’然而，音響檢 川-係铋測圓周方向之振動， 耪翻士八 #波形信號含有軸扭轉 振動成份，而從其和未含轴扭 轉 的差里β 轉振動成份之振動波形信號 差”’即可檢測軸扭轉振動。傳 、、’先上，亦裝設振動檢測 83737 -10- 1231364 态及音響檢測器來檢測内部泵之振動，故只 測哭之驻π播士 σ 、 愛更9響檢 ' 、σ又構成，即可簡單地檢測轴扭轉振動。 又，因會顯示軸扭轉振動之頻譜資料，故 因係爽白彳斷振動原 口你木自反向态之電源或來自馬達之旋轉等。 又為了使振動檢測器之振動檢測信號、及音塑 … 之：響檢測信號之因次成為一致，而對音響檢二二： ，分’然而，對振動檢測信號實施微分’將振動速度二： 成振動加速度亦可，這—點是很容易就可以理解的。、 圖8係本發明之其他實施例。 哭2圖之8=_圖2之實施例的不同之處’係將振動檢測 二之振g測信號、及音響檢測器3之音響檢測信號 輸入至頻率分析裝置16A、⑽，求取音響頻譜及振動頻譜 ’再以振動頻譜演曾_ w "十一 曰衣置18使因次一致後，利用兩頻譜之 差來演异軸扭轉振動之頻譜。 採用如上 Pjr τι： ^ a? . 斤丁之方式，亦可實施和圖2之實施例相同之輪 扭轉振動的測定。又脸 又將各波形之頻率成份進行比較，σ 有音響波形具有特显之并 /、 扣 ”須率成伤，則其為軸扭轉振動，故 很間早即可判斷軸扭轉振動之發生。 其次’上述之實施例中係將音響檢測器3裝設於裝設板4 '亦可如圖9、圖10所示’將音響檢測器3裝設於 固疋在馬達罩12上之耳 政 今1 5側面上。耳部5係在内部泵1之維 心點檢時才會使用，4 1U耳。卩5會裝設於罩12之外圍面的垂 置方向上。相對於耳部 L 1 振動檢測器3係裝設於圓周方向 上偏離90度之位置上。 83737 1231364 裝目=測轴扭轉振動，而無需裝設以 马目的之補助裝設板4。 以上述方式檢測内部 於钏哭込、目丨门 釉扭轉振動，然而，因以音響 mm ®周方向之振動並利 形信號的差來檢測軸扭轉振動 衣政振動檢測器及音塑 要礅f曰一扣來杈測内部泵之振動，故只 要交更音響檢測器之萝抓 動。 衣5又構成，即可簡單地檢測軸扭轉振 έ *、、員示轴扭轉振動碰 ή ^ ^ ^ σ曰貝枓，故可判斷振動原 :2 電源或來自馬達之旋轉等。 = 7例中，振動檢測11及音響檢測器係裝設 角产以撫#^ 、有90度差異之位置，然而’在任意 =以動檢_檢測直徑方向振動並演算求取和以音響 才欢測為檢測之圓月古 缺,么 0周方向大致相同之方向的直徑方向振動成 份，然後計管JL 1 ， #其差，亦可求取軸扭轉振動。 本么月係利用音響檢測器檢測圓周方向之振動，並以其 ::3軸扭轉振動成份之振動波形信號的差來檢測軸扭轉 立 疋衣0又振動檢測器及音響檢測器來檢測 —^ ^之振動，故只要變更音響檢測器之裝設構成，即可 簡單地檢測軸扭轉振動。 【圖式簡單說明】 圖1係内部系之部份剖面的概略構成圖。 2^本發明之—實施例的構成圖。 ^系本t明之音響檢測器及振動檢測器的裝設狀態説 83737 1231364 明圖。 圖4係本發明之音響檢測器及振動檢測器的裝設狀態説 明圖。 圖5係以說明本發明之動作為目的之流程圖。 圖6(a)〜6(d)係以說明本發明為目的之波形圖。 圖7係以說明本發明為目的之波形圖。 圖8係本發明之其他實施例的構成圖。 圖9係本發明之音響檢測器裝設狀態之其他實例的正面 圖。 圖10係圖9之平面圖。 【圖式代表符號說明】 1 内部泵 2 振動檢測器 3 音響檢測器 4 裝設板 5 耳部 6 殼體 7 反應爐壓力容器 8 馬達轉子 9 馬達定子 10 旋轉軸 11 葉輪 12 馬達罩 15 振動演算裝置 83737 1231364 16 頻率分析裝置 17 顯示裝置 18 振動頻譜演算裝置 14 83737

Claims (1)

1231364 拾、申請專利範圍：

種内部泵之轴扭轉振動測定裝置，其特徵為 將馬達收容於圓筒狀殼體内之内部泵；' 裝設於前述圓筒狀殼體 動檢測器； 上而檢測直徑方向之 振動之振 衣吕又於前述圓肖& ⑴同狀殼體 響檢測器； 振動演算手與 & / , ’其係輸入以前述振動檢測器檢測丨 振動波形信號、 ^ L 及以前述音響檢測器檢測到之音響波形 ^ 1使兩信號之因次—致’並從兩信號之差來求取 珂述馬達之軸扭轉振動；以及 等月j述振動演鼻手段求取之軸扭轉振動視覺化之視覺 化裝置。 2. 一卩果之轴扭轉振動測定裝置，其特徵為具有： 曰將馬達收奋於圓筒狀殼體内，控制核反應器之爐心流 量的内部泵； 農°又於則述圓筒狀殼體之外圍，檢測直徑方向之振動 的振動檢測器； 衣。又於則述圓筒狀殼體之外圍，檢測圓周方向之振動 音的音響檢測器； 振動’寅异手段，其係輸入以前述振動檢測器檢測到之 振動波形信號、及以前述音響檢測器檢測到之音響波形 且使兩^號之因次與其中之--致，並從兩信號 差來求取如述馬達之軸扭轉振動；以及 83737 1231364 顯示前述振動演算手段求取之軸扭轉振動波形的顯示 裝置。 3· —種内部泵之軸扭轉振動測定裝置，其特徵為具有·· 將馬達收容於圓筒狀殼體内，以反向器驅動之内部泵； 、裝設於前述圓筒狀殼體之外圍而檢測直徑方向之振動 速度之振動檢測器； 裝設於和前述圓筒狀殼體外圍上之前述振動檢測器有 9〇度差異的位置上，且從外圍面突出之裝設板； 衣a又於則述裝設板上，檢測前述圓筒狀殼體之圓周方 向之振動加速度的音響檢測器； 振動演算手[其係輸入以前述振動檢測器檢測到之 振動波形彳§號、及以前述音響檢測ϋ檢測到之音響波形 使兩L號之因次與其中之--致，並從兩信號 之差來求取前述馬達之軸扭轉振動；以及 顯示前述振動演算手段求取之軸扭轉振動波形的顯示 裝置。 種内部果之軸扭轉振動測定裝置，其特徵為具有： :、、、達收谷於圓筒狀殼體内，以垂吊方式固定於核反 應，壓力容器之下部的内部泵； 衣。又於刚述圓筒狀殼體之外圍而檢測直徑方向之振動 之振動檢測器； 衣口又於别述圓筒狀殼體上而檢測圓周方向之振動音之 音響檢測器； 振動演算手段 其係輸入以前述振動檢測器檢測到之 83737 1231364 振動波形信號、及以前述音響檢測器檢測到之音響波形 信號’且使兩信號之因次與其中之一—致，並：：信號 之差來求取前述馬達之軸扭轉振動； 求取前述振動演算手段求取之軸扭轉振動的頻譜之頻 率分析手段；以及 5. 顯示前述振動演算手段求取之軸扭轉振動波形、及前 述頻率分析手段求取之軸扭轉振動頻譜的顯示裝置。 -種内部泵之軸扭轉振動測定褒置，其特徵為具有： 將馬達收容於圓筒狀殼體内， 吊方式固疋於核反應器壓力容器 裝設於前述圓筒狀殼體之外圍 檢測器； 以反向器驅動，且以垂 之下部的内部泵； 而檢測直徑方向之振動 农坟於丽述圓筒狀殼 音響檢測器； 振動演算手段，：彳▲私λ /、/、㊉入以前述振動檢測器檢測到 振動波形信號、及以前沭Α ^ 9 a ;^測器檢測到之音響波 信號’且使兩信號之因次鱼苴 、 ” 中之--致，並從兩信 之差來求取前述馬達之轴扭轉振動； 求取前述振動檢測器檢 _ ^ 双列到之振動波形信號的振動 瑨之第1頻率分析手段； 述，測器檢剛到之音 信號的音響 瑨之苐2頻率分析手段； 輸入前述振動頻譜及前 9及則述音響頻譜並求取前述馬達 軸杻轉振動頻譜的振動 曰，异手段；以及 83737 ^231364 顯示前述振動演算手段求取 述振動頻譜演算手段求 紐轉振動波形、及前 6.如申过直^ 之轴扭轉振動頻譜的顯示裝置。 ^ T %專利範圍第丨〜$ 動測定裝置，W 之 之輛扭轉振 述音響檢測器係厂堅電型振動計。 ^十月 83737