釷基核能系統(tǒng)熔鹽泵液下軸承偏心率對支撐特性的研究分析

馬柏青 包春輝 林良程 樊輝青 張 宏 曹 云 操松林

1（蘭州蘭泵有限公司 蘭州 730300）

2（中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所 上海 201800）

3（甘肅省超高溫熔鹽泵閥工程研究中心 蘭州 730300）

4（合肥通用機械研究院有限公司 合肥 230031）

近年來，第四代釷基熔鹽堆快速發(fā)展［1］。它以高溫熔鹽作為反應(yīng)堆冷卻劑，是一種更安全、更可持續(xù)的儲能方式。其中，中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（A類）“釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)（Thorium Molten Salt Reactor Nuclear Energy System，TMSR）”［2］研發(fā)的2 MWt液態(tài)燃料釷基熔鹽實驗堆，其主泵軸系采用懸臂式結(jié)構(gòu)。隨著釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)由實驗堆向研究堆、示范堆以及商用堆的發(fā)展，高溫熔鹽泵的設(shè)計參數(shù)將逐步增大，軸系逐漸由懸臂式結(jié)構(gòu)演變?yōu)橐合螺S承支撐的細長柔性轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)［3］。高溫熔鹽泵是釷基核能系統(tǒng)的心臟設(shè)備［4］，要求運行穩(wěn)定、可靠性高、使用壽命長。高溫鹽潤滑液下軸承作為關(guān)鍵部件，其支撐特性與轉(zhuǎn)子軸系支撐結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用對熔鹽泵的安全運行和使用壽命具有決定性影響［5］。

由于采用高溫熔鹽作為潤滑介質(zhì)，熔鹽泵液下軸承有別于常規(guī)滑動軸承，其潤滑狀態(tài)的影響因素較多［6］，與傳統(tǒng)滑動軸承的支撐特性差別較大［7］，掌握其支撐特性成為攻克高溫熔鹽泵的關(guān)鍵技術(shù)難題。液下軸承的支撐特性主要有：液下軸承支撐剛度和阻尼，由液下軸承的間隙、偏心率、長徑比、液下軸承結(jié)構(gòu)、材料、熔鹽物性、運行工況等因素決定［8］。液下軸承的支撐特性與軸系設(shè)計密切相關(guān)［9］，尤其是不同轉(zhuǎn)速、不同載荷條件下，液下軸承的偏心率對熔鹽泵軸系運行穩(wěn)定性具有重要的影響?！?br>