一种核电柴油机的本体监测系统的制作方法

1.本发明涉及核电柴油机技术领域，具体为一种核电柴油机的本体监测系统。


背景技术：

2.四冲程核电柴油机的工作循环一般包括进气、压缩、膨胀及做功和排气这四个过程，而每个工作循环都主要依靠其曲轴箱内的曲轴、连杆和活塞等运动件产生的往复运动将燃油的内能转化为机械能，并对外输出功率。柴油机曲柄销在曲轴高速旋转时会通过离心力将滑油甩出，即所谓的“飞溅油”，飞溅油的温度实时反映出曲柄销及内部连杆大端轴瓦的工作状态，如果油温异常升高，一般表示曲柄销内有可能异常磨损，需及时进行检查以免产生严重影响。而曲轴箱压力主要反映整个曲轴箱内的工作状态，若活塞环密封漏气会导致曲轴箱压力升高，此时也急需进行检查维修处理。因此，对于核电柴油机而言，曲柄销飞溅油温度和曲轴箱压力是非常重要的参数。
3.核电柴油机作为核电厂内重要的运行设备，在厂区断电情况下应能稳定可靠运行并提供后备的电力输送，但是目前其现有系统的状态数据监测手段有限，没有对运动件的数据存储和分析功能，无法及时发现柴油机的隐性缺陷，无法保证核电柴油机安全可靠运行。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种核电柴油机的本体监测系统，具备通过温度传感器和压力传感器，采集核电柴油机曲柄销飞溅油温度和曲轴箱压力信号并传输至就地信号采集箱中进行状态监测和故障报警，使得核电柴油机能够安全可靠稳定运行的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。
5.本发明提供如下技术方案：一种核电柴油机的本体监测系统，包括就地信号采集箱、两个门盖、温度传感器和压力传感器，所述就地信号采集箱的正面通过铰链连接有箱门，所述就地信号采集箱的内壁均匀连接有减震柱，所述减震柱的另一端与中空框连接，所述中空框内腔顶部和底部的两侧均连接有滑块，所述滑块与模块固定板活动连接，所述模块固定板上连接有模拟量采集模块、开关量输出模块、plc控制器、电源模块、通讯模块、人机界面和烟雾报警器，所述中空框内壁的两侧均设有排水孔，所述滑块后侧的两端均活动连接有多头丝杆，所述多头丝杆的外圈螺纹连接有螺母，所述螺母与密封板连接，所述密封板与排水孔的外侧紧密贴合，所述中空框内腔后侧的顶端设有进水管和进风管，所述中空框内侧后侧的底端设有排风管，所述进水管、排风管和进风管的另一端均贯穿就地信号采集箱并延伸至就地信号采集箱的外侧，所述排风管和进水管另一端的一侧均设有电控阀，所述进水管的另一端与储水箱通过管道连接，所述就地信号采集箱后侧的中部连接有鼓风机，所述鼓风机的出风口与进风管的另一端连接，所述就地信号采集箱后侧的两端均连接有安装孔一，所述温度传感器和压力传感器与门盖连接。
6.优选的，所述减震柱的材质是橡胶，所述中空框的材质是金属铁。
7.优选的，所述多头丝杆底端的外圈连接有大齿环，两个大齿环通过传动链条传动连接，一个所述滑块后侧的顶部镶嵌有转动马达，所述转动马达的输出轴末端连接有齿轮，齿轮与一个大齿环啮合。
8.优选的，所述进水管和进风管的一端均延伸至中空框的内腔内，且所述进水管和进风管的一端均通过弹簧连接有凸型塞。
9.优选的，所述地信号采集箱外形尺寸为500*500*250mm，安装尺寸为530*400mm，箱体采用不锈钢，安装孔尺寸为4*φ11，所述储水箱的高度高于就地信号采集箱的高度。
10.优选的，所述门盖两端的两侧均设有4*φ11的安装孔二，所述门盖的中部设有m30*2的螺纹孔一，所述门盖底端的中部设有g1/2的螺纹孔二，所述螺纹孔二与温度传感器和压力传感器均适配，所述门盖的材质选用铸铝，整体外形尺寸为238*308mm，安装尺寸为210*200mm，所述门盖的内侧的底端设有两个m8的螺纹孔三。
11.优选的，所述温度传感器采用pt100热电阻，所述温度传感器的测量范围在0～200℃，精度等级采用b级(en60751)，防护等级为ip65，插入深度为50mm。
12.优选的，所述压力传感器采用微压型，所述压力传感器测量范围在-100～+100mbar，输出为标准的4-20ma电流信号，防护等级为ip67，工作温度范围在-20～80℃，精度等级为
±
0.5％fs。
13.与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：
14.1、该核电柴油机的本体监测系统，通过压力和温度传感器，采集柴油机曲轴箱压力和曲柄销飞溅油温度信号，并将信号传输至就地信号采集箱进行处理分析，显示核电柴油机本体的各项参数，为日常试验提供数据分析，并对故障进行预测报警，实现运行状态监测与健康状态评估分析，保证柴油机安全可靠运行。
15.2、该核电柴油机的本体监测系统，通过减震柱的设置，减震柱的回弹力可以削减外界作用在中空框上的力，使中空框保持稳定的状态，便于就地信号采集箱内各模块的工作，通过储水箱与烟雾报警器的设置，烟雾报警器检测到烟雾时，储水箱内的水在重力的作用下可以流入中空框内，并从排水孔排出，可以灭火，防止发生火灾。
附图说明
16.图1为本发明结构就地信号采集箱与储水箱示意图；
17.图2为本发明结构就地信号采集箱背面示意图；
18.图3为本发明结构就地信号采集箱爆炸示意图；
19.图4为本发明结构进水管剖面示意图；
20.图5为本发明结构就地信号采集箱配置示意图；
21.图6为本发明结构门盖正面示意图；
22.图7为本发明结构门盖背面示意图；
23.图8为本发明结构温度传感器示意图；
24.图9为本发明结构压力传感器示意图；
25.图10为本发明原理图；
26.图11为本发明核电柴油机监测点布置图；
27.图12为就地信号采集箱对外接线图。
28.图中：1、就地信号采集箱；2、箱门；3、安装孔一；4、鼓风机；5、进水管；6、进风管；7、排风管；8、电控阀；9、减震柱；10、密封板；11、螺母；12、滑块；13、中空框；14、模块固定板；15、转动马达；16、传动链条；17、多头丝杆；18、凸型塞；19、门盖；20、安装孔二；21、螺纹孔一；22、螺纹孔二；23、螺纹孔三；24、温度传感器；25、压力传感器；26、储水箱。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.请参阅图1至5，一种核电柴油机的本体监测系统，包括就地信号采集箱1,就地信号采集箱1后侧的两端均连接有安装孔一3，便于就地信号采集箱1的安装，就地信号采集箱1外形尺寸为500*500*250mm，安装尺寸为530*400mm，箱体采用不锈钢，安装孔尺寸为4*φ11，就地信号采集箱1的正面通过铰链连接有箱门2，就地信号采集箱1的内壁均匀连接有减震柱9，减震柱9的材质是橡胶，通过减震柱9的设置，减震柱9的回弹力可以削减外界作用在中空框13上的力，中空框13可以保持稳定的状态，减震柱9的另一端与中空框13连接，中空框13的材质是金属铁，中空框13内腔顶部和底部的两侧均连接有滑块12，滑块12与模块固定板14活动连接，通过滑块12的设置，模块固定板14的位置可以根据需求发生改变，便于模块的安装，模块固定板14上连接有模拟量采集模块、开关量输出模块、plc控制器、电源模块、通讯模块、人机界面和烟雾报警器，烟雾报警器可以实时检测箱体内的环境，防止发生火灾，通过采集模块和通讯转换模块采集外部信号，并把标准电信号转换为数字信号后传送至plc控制器，控制器将计算和分析处理后的结果经通讯总线传至人机界面(hmi)显示，同时控制相应的模块发出报警输出和开关动作，另可根据需求开放相关数据，经专用通讯接口转发给第三方系统，中空框13内壁的两侧均设有排水孔，滑块12后侧的两端均活动连接有多头丝杆17，多头丝杆17的外圈螺纹连接有螺母11，螺母11与密封板10连接，通过多头丝杆17与螺母11的设置，多头丝杆17的转动可以带动螺母11在多头丝杆17所在的方向移动，螺母11带动密封板10移动，密封板10可以移动至排水孔的侧面或把排水孔堵住，密封板10与排水孔的外侧紧密贴合，多头丝杆17底端的外圈连接有大齿环，两个大齿环通过传动链条16传动连接，一个多头丝杆17的转动可以通过传动链条16带动另一多头丝杆17转动，一个滑块12后侧的顶部镶嵌有转动马达15，转动马达15的输出轴末端连接有齿轮，齿轮与一个大齿环啮合，通过转动马达15的设置，转动马达15的转动可以带动与之连接的齿轮转动，齿轮带动与之啮合的大齿环转动，转动的大齿环带动与之连接的多头丝杆17转动，中空框13内腔后侧的顶端设有进水管5和进风管6，进水管5和进风管6的一端均延伸至中空框13的内腔内，且进水管5和进风管6的一端均通过弹簧连接有凸型塞18，通过凸型塞18的设置，水或风可以进入到中空框13的内腔内，且不能反向移动，中空框13内侧后侧的底端设有排风管7，可以把中空框13内的空气排出，空气在中空框13内流动的过程中带走就地信号采集箱1内的热量，便于就地信号采集箱1内器件的工作，进水管5、排风管7和进风管6的另一端均贯穿就地信号采集箱1并延伸至就地信号采集箱1的外侧，排风管7和进水管5另一端的一侧均设有电控阀8，电控阀8的设置，可以控制排风管7或进水管5的开合，进水管5的另一端
与储水箱26通过管道连接，储水箱26的高度高于就地信号采集箱1的高度，储水箱26内的水在重力的作用下可以流入中空框13的内腔内，中空框13内的水通过排水孔可以喷洒到就地信号采集箱1内，便于灭火，就地信号采集箱1后侧的中部连接有鼓风机4，鼓风机4的出风口与进风管6的另一端连接，鼓风机4的设置，可以把外界的空气鼓入就地信号采集箱1内。
31.请参阅图6，门盖19两端的两侧均设有4*φ11的安装孔二20，门盖19的中部设有m30*2的螺纹孔一21，门盖19底端的中部设有g1/2的螺纹孔二22，螺纹孔二22与温度传感器24和压力传感器25均适配，门盖19的材质选用铸铝，整体外形尺寸为238*308mm，安装尺寸为210*200mm，门盖19的内侧的底端设有两个m8的螺纹孔三23，用于安装集油槽，集油槽是矩形的，集油槽的尺寸为60*70*60mm。
32.请参阅图7，温度传感器24采用pt100热电阻，温度传感器24的测量范围在0～200℃，精度等级采用b级(en60751)，防护等级为ip65，插入深度为50mm，温度传感器24采集曲柄销飞溅油温度信号，并将信号传输至就地信号采集箱进行处理分析。
33.请参阅图8，压力传感器25采用微压型，压力传感器25测量范围在-100～+100mbar，输出为标准的4-20ma电流信号，防护等级为ip67，工作温度范围在-20～80℃，精度等级为
±
0.5％fs，压力传感器25采集柴油机曲轴箱压力，并把信号传输至就地信号采集箱进行处理分析。
34.工作原理：使用时，核电柴油机在正常运行时通过安装在门盖19上的温度传感器24和压力传感器25采集曲柄销飞溅油温度和曲轴箱压力，这些参数通过电缆连接至柴油机旁的就地信号采集箱中，去实现本体监测系统的几个主要功能：1)油温监测显示：实时显示曲柄销飞溅油温度值、平均温度值、每一路和平均温度的差值。可进行各通道参数的设置，且可及时屏蔽发生故障的传感器，装置的运行不受现场传感器故障的影响。
35.2)曲轴箱压力显示：实时显示曲轴箱压力值。并能进行通道参数的设置，且可及时屏蔽发生故障的传感器，装置的运行不受现场传感器故障的影响。
36.3)传感器故障功能：任意一路断线或传感器故障，则故障报警指示灯亮，并有相应开关信号输出。人机界面有相应的闪烁指示。可以通过界面屏蔽此故障通道，保证装置继续正常运行。
37.4)温度报警指示：任意一路发生高温或者平均值偏差温度报警，温度报警指示灯亮，并有相应的开关信号输出。人机界面有相应的闪烁指示。
38.5)平均温度正常指示灯：当所有通道的温度低于高温报警限值且各通道的平均温度值低于平均值偏差控制温度设定值时，指示灯常亮，表示各通道的温度正常。
39.6)数据上传功能：将数据以数字通讯的方式上传到甲方指定的服务器或其他设备。
40.本技术涉及到的电器元件均在市场上可以买到，均是现有技术，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种核电柴油机的本体监测系统，包括就地信号采集箱(1)、两个门盖(19)、温度传感器(24)和压力传感器(25)，其特征在于：所述就地信号采集箱(1)的正面通过铰链连接有箱门(2)，所述就地信号采集箱(1)的内壁均匀连接有减震柱(9)，所述减震柱(9)的另一端与中空框(13)连接，所述中空框(13)内腔顶部和底部的两侧均连接有滑块(12)，所述滑块(12)与模块固定板(14)活动连接，所述模块固定板(14)上连接有模拟量采集模块、开关量输出模块、plc控制器、电源模块、通讯模块、人机界面和烟雾报警器，所述中空框(13)内壁的两侧均设有排水孔，所述滑块(12)后侧的两端均活动连接有多头丝杆(17)，所述多头丝杆(17)的外圈螺纹连接有螺母(11)，所述螺母(11)与密封板(10)连接，所述密封板(10)与排水孔的外侧紧密贴合，所述中空框(13)内腔后侧的顶端设有进水管(5)和进风管(6)，所述中空框(13)内侧后侧的底端设有排风管(7)，所述进水管(5)、排风管(7)和进风管(6)的另一端均贯穿就地信号采集箱(1)并延伸至就地信号采集箱(1)的外侧，所述排风管(7)和进水管(5)另一端的一侧均设有电控阀(8)，所述进水管(5)的另一端与储水箱(26)通过管道连接，所述就地信号采集箱(1)后侧的中部连接有鼓风机(4)，所述鼓风机(4)的出风口与进风管(6)的另一端连接，所述就地信号采集箱(1)后侧的两端均连接有安装孔一(3)，所述温度传感器(24)和压力传感器(25)与门盖(19)连接。2.根据权利要求1所述的一种核电柴油机的本体监测系统，其特征在于：所述减震柱(9)的材质是橡胶，所述中空框(13)的材质是金属铁。3.根据权利要求1所述的一种核电柴油机的本体监测系统，其特征在于：所述多头丝杆(17)底端的外圈连接有大齿环，两个大齿环通过传动链条(16)传动连接，一个所述滑块(12)后侧的顶部镶嵌有转动马达(15)，所述转动马达(15)的输出轴末端连接有齿轮，齿轮与一个大齿环啮合。4.根据权利要求1所述的一种核电柴油机的本体监测系统，其特征在于：所述进水管(5)和进风管(6)的一端均延伸至中空框(13)的内腔内，且所述进水管(5)和进风管(6)的一端均通过弹簧连接有凸型塞(18)。5.根据权利要求1所述的一种核电柴油机的本体监测系统，其特征在于：所述地信号采集箱(1)外形尺寸为500*500*250mm，安装尺寸为530*400mm，箱体采用不锈钢，安装孔尺寸为4*φ11，所述储水箱(26)的高度高于就地信号采集箱(1)的高度。6.根据权利要求1所述的一种核电柴油机的本体监测系统，其特征在于：所述门盖(19)两端的两侧均设有4*φ11的安装孔二(20)，所述门盖(19)的中部设有m30*2的螺纹孔一(21)，所述门盖(19)底端的中部设有g1/2的螺纹孔二(22)，所述螺纹孔二(22)与温度传感器(24)和压力传感器(25)均适配，所述门盖(19)的材质选用铸铝，整体外形尺寸为238*308mm，安装尺寸为210*200mm，所述门盖(19)的内侧的底端设有两个m8的螺纹孔三(23)。7.根据权利要求1所述的一种核电柴油机的本体监测系统，其特征在于：所述温度传感器(24)采用pt100热电阻，所述温度传感器(24)的测量范围在0～200℃，精度等级采用b级(en60751)，防护等级为ip65，插入深度为50mm。8.根据权利要求1所述的一种核电柴油机的本体监测系统，其特征在于：所述压力传感器(25)采用微压型，所述压力传感器(25)测量范围在-100～+100mbar，输出为标准的4-20ma电流信号，防护等级为ip67，工作温度范围在-20～80℃，精度等级为
±
0.5％fs。

技术总结
本发明涉及核电柴油机技术领域，且公开了一种核电柴油机的本体监测系统，包括就地信号采集箱、两个门盖、温度传感器和压力传感器，所述就地信号采集箱的正面通过铰链连接有箱门，所述就地信号采集箱的内壁均匀连接有减震柱，所述减震柱的另一端与中空框连接，所述中空框内腔顶部和底部的两侧均连接有滑块。该核电柴油机的本体监测系统，通过压力和温度传感器，采集柴油机曲轴箱压力和曲柄销飞溅油温度信号，并将信号传输至就地信号采集箱进行处理分析，显示核电柴油机本体的各项参数，为日常试验提供数据分析，并对故障进行预测报警，实现运行状态监测与健康状态评估分析，保证柴油机安全可靠运行。安全可靠运行。安全可靠运行。


技术研发人员：许泓滨 马培锋 狄芬芬 袁我舟 施云峰 胡建 周伟中 王东 王凯 陈振洪
受保护的技术使用者：中广核工程有限公司
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2023/6/7