核電主泵電機(jī)轉(zhuǎn)子部件制造

李楠

摘 要：我國的核電站建設(shè)技術(shù)被不斷提升，在當(dāng)前應(yīng)用的核電站之中，技術(shù)人員可以通過有效操作，來提升核電站的原有能應(yīng)用價(jià)值，在核電站的不同系統(tǒng)之中，均有不同種類的泵來支持核電站的運(yùn)行，在核島位置的回路系統(tǒng)之中，有一種泵可以實(shí)現(xiàn)對冷卻劑的驅(qū)動效果，同時(shí)還能對RCP系統(tǒng)的內(nèi)部循環(huán)進(jìn)行推動，這種泵一般會被稱為核電站的主泵，這種主泵對于核電站的運(yùn)行起到了重要的作用，能夠以連續(xù)不斷的方式對堆芯之中的熱量進(jìn)行有效傳遞，傳遞的目的是推動蒸汽發(fā)生器進(jìn)行二次側(cè)給水，本文根據(jù)對主泵電機(jī)的了解，對其部件改造進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：核電主泵；電機(jī)；轉(zhuǎn)子；制造方法

核電站系統(tǒng)之中的主泵對于整個(gè)核電站的安全運(yùn)行都起到了重要的作用，而在核電站的主泵之中，電機(jī)又是關(guān)鍵部位，主要的功能使借助驅(qū)動技術(shù)實(shí)現(xiàn)循環(huán)冷卻劑的需求，將反應(yīng)過程之中獲取的熱量進(jìn)行傳輸，將其傳送到二回路的介質(zhì)之中。轉(zhuǎn)子在很多機(jī)械之中都屬于基礎(chǔ)性部件，支撐轉(zhuǎn)子的構(gòu)件為軸承，借助轉(zhuǎn)子可以使本身缺少旋轉(zhuǎn)軸的物體進(jìn)行轉(zhuǎn)動，在輔助核電站的主泵運(yùn)行的電機(jī)之中，轉(zhuǎn)子是重要構(gòu)件，本文以核電站應(yīng)用的典型電機(jī)為參照，對其使用的轉(zhuǎn)子的制造工藝進(jìn)行研究。

1 電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

對轉(zhuǎn)子的改進(jìn)型的制作方法進(jìn)行研究之前，首先應(yīng)當(dāng)對電機(jī)主體部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行研究，研究對象主要是專門被應(yīng)用于核電主泵運(yùn)行的特殊電機(jī)，本文分析的這種電機(jī)的額定電壓值為6.6kV，額定電容量是6500kW，額定頻率是50Hz。對于電機(jī)的主要參數(shù)有所了解之后，就可以對其具有的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了解。這種電機(jī)屬于立式4級異步類型的電機(jī)，其轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)是籠型結(jié)構(gòu)。

轉(zhuǎn)子銅條與銅端環(huán)之間為整體中頻感應(yīng)焊，轉(zhuǎn)子鐵心采用工裝芯軸定位疊片的外裝壓工藝，“滑轉(zhuǎn)子”為轉(zhuǎn)軸整體加工成形，轉(zhuǎn)子采用加熱鐵心套轉(zhuǎn)軸的方式，端環(huán)外圓套上護(hù)環(huán)并在風(fēng)扇裝配前后分別進(jìn)行轉(zhuǎn)子動平衡。定子鐵心采用拉緊螺桿定位的內(nèi)裝壓工藝，鐵心內(nèi)徑公差僅為士，定子線圈裝配中線圈端部側(cè)面間隙小，定子進(jìn)行次浸漆并在最后一次烘培完成后進(jìn)行浸水試驗(yàn)。飛輪、上機(jī)架和下機(jī)架為機(jī)加工部件，加工精度高且形位公差嚴(yán)格。

2 轉(zhuǎn)子部件基本制造情況以及改進(jìn)工藝分析分析

對電機(jī)的主體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有所了解之后，就額可以對轉(zhuǎn)子各個(gè)部分的加工工藝進(jìn)行了解。轉(zhuǎn)子加工可以被劃分為以下幾個(gè)部分。

2.1 轉(zhuǎn)軸加工

電機(jī)具有的轉(zhuǎn)軸長度偏長，為4180mm，并且這種應(yīng)用于核電站傳遞熱量過程中的電機(jī)與一般的異步類型的電機(jī)有所不同，不同之處主要使其軸焊肋，因此需要借助8支肋須來進(jìn)行加工。轉(zhuǎn)軸具有的滑轉(zhuǎn)子與常規(guī)的歷史電機(jī)有所不同，技術(shù)人員不能繼續(xù)采取原有的熱套形式來進(jìn)行電機(jī)加工，而是需要對轉(zhuǎn)軸本身進(jìn)行改進(jìn)，在改進(jìn)的活動之中對于形位工程的配制要求比較高，技術(shù)人員需要對飛輪制造進(jìn)行配合，對轉(zhuǎn)軸的加工進(jìn)行精密性改造。

對肋須進(jìn)行加工時(shí)，需要在具有數(shù)控性能的龍門銑位置開展排量粗銑的工作精加工量的保留數(shù)值為17mm，技術(shù)人員需要對軸變形的情況進(jìn)行預(yù)防，一旦軸出現(xiàn)彎曲的問題，就會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的質(zhì)量下降。對肋須進(jìn)行加工的時(shí)候，需要采取精加工的方式，技術(shù)人員可以借助旋轉(zhuǎn)分度裝置來對分度進(jìn)行有效控制，可以使用具有高度精準(zhǔn)度的游標(biāo)卡尺完成測量任務(wù)，技術(shù)人員還需要對公差進(jìn)行降低，對分度的合理性進(jìn)行保持。

轉(zhuǎn)軸的車序也需要被合理控制，一般數(shù)控臥車的長度為5米，在這個(gè)加工=環(huán)節(jié)之中，滑轉(zhuǎn)子加工工作的難度比較高，主要是受到了不規(guī)范槽形的影響，技術(shù)人員需要先開展公益實(shí)驗(yàn)，與設(shè)計(jì)刀具的人員進(jìn)行合作，對使用的刀具進(jìn)行修正，對刀具加工中的發(fā)顫問題進(jìn)行解決，提升滑轉(zhuǎn)子加工方案的可行性。

2.2 制造沖片工藝

這種工藝方法的優(yōu)勢為：稀釋劑用水，而有機(jī)漆用甲苯等有機(jī)溶劑，所以粘度比有機(jī)漆容易控制，而且氣味小，不需特殊的廢氣處理裝置，環(huán)保性好；涂層較薄，有機(jī)漆涂層厚度為o.ols}0.02smm，而水溶性漆一般都在0.01 mm以內(nèi)，這樣提高了鐵心的疊裝系數(shù)；無機(jī)、半無機(jī)涂層薄并且堅(jiān)韌，所以在長期運(yùn)行下，不收縮，不松動，鐵心緊量不會減小。水溶性漆沖片刷漆生產(chǎn)線的研制成功，不僅掌握了沖片涂刷水溶性漆的絕緣技術(shù)，擺脫了依賴進(jìn)口的局而，同時(shí)該項(xiàng)目也是東方電機(jī)在國內(nèi)同行業(yè)率先研制成功并運(yùn)用于生產(chǎn)的，對提高公司的核心競爭力意義重大。

2.3 鐵心裝配改進(jìn)

核電主泵電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心采用外裝壓工藝，裝壓胎為組合工裝。轉(zhuǎn)子沖片靠鐵心裝壓胎的心軸定位，在油壓機(jī)上壓緊后用螺母把緊上、下壓胎。裝壓過程分三次預(yù)壓和一次裝壓。法方提供轉(zhuǎn)子沖片、通風(fēng)槽板和齒壓板，在嚴(yán)格按照工藝守則裝壓后鐵心全部合格。但后3臺份的轉(zhuǎn)子鐵心沖片、通風(fēng)槽板和齒壓板國產(chǎn)化后，即出現(xiàn)轉(zhuǎn)子鐵心壓不緊的現(xiàn)象。通過對鐵心各尺寸測量后的比較、提制輔助工裝重新進(jìn)行裝壓和召開專題分析會后，得出了轉(zhuǎn)子齒壓板存在尺寸誤差的結(jié)論。由于轉(zhuǎn)子齒壓片高度尺寸是自由公差，加工后該尺寸誤差較大，從而導(dǎo)致齒壓板放在沖片上裝壓時(shí)部分點(diǎn)壓不上的情況。在對齒壓片給出嚴(yán)格的高度公差和調(diào)整加工方法后，后續(xù)兩臺轉(zhuǎn)子鐵心都是一次性壓緊。

2.4 頻焊轉(zhuǎn)子端環(huán)工藝

核電主泵電機(jī)轉(zhuǎn)子端環(huán)中頻焊接是轉(zhuǎn)子制造過程中的關(guān)鍵工序。該轉(zhuǎn)子銅端環(huán)外徑d1 112，銅條數(shù)量101件，銅條端面尺寸為71×12.5mm。如此大直徑的整體感應(yīng)加熱、如此多銅條的同時(shí)焊接在東方電機(jī)尚屬首次。為保證銅條與端環(huán)的良好接觸，設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)子支架和可調(diào)式端環(huán)支架兩種工裝。轉(zhuǎn)子支架用于支撐轉(zhuǎn)子鐵心，而將銅端環(huán)放在感應(yīng)器和云母支撐板上，然后將這一整體放在端環(huán)支架上。端環(huán)支架可以通過底部的螺栓來調(diào)節(jié)高度，從而達(dá)到銅條與端環(huán)接觸的要求。在嚴(yán)格按照中頻焊接升溫曲線、恒溫時(shí)間和降溫曲線等工藝參數(shù)來操作中頻焊設(shè)備，頭幾次施焊過程中，先后出現(xiàn)了2次焊縫不飽滿、有凹陷，透探傷檢查出現(xiàn)多處缺陷等問題。這種焊接質(zhì)量的不穩(wěn)定，是后續(xù)批量生產(chǎn)的巨大障礙，這是一個(gè)必須立即解決的難題。

結(jié)束語

本文首先對核電站使用的常規(guī)電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，無論是哪一個(gè)系統(tǒng)之中的主泵，其電機(jī)的結(jié)構(gòu)都能較為復(fù)雜，除了本文著重介紹的轉(zhuǎn)子部件之外，其他部件中的制作工藝也必須要被規(guī)范化，本文主要對電機(jī)內(nèi)部應(yīng)用的轉(zhuǎn)子的制造方法進(jìn)行了研究，技術(shù)人員需要根據(jù)當(dāng)前核電站的需要，對原有的轉(zhuǎn)子制造方法進(jìn)行改進(jìn)，對其制造缺陷進(jìn)行彌補(bǔ)，減少轉(zhuǎn)子性能方面的不完善之處，進(jìn)行工藝改進(jìn)之后，需要對轉(zhuǎn)子進(jìn)行制作實(shí)驗(yàn)，對制作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行獲取，對于當(dāng)前的電機(jī)制作不足之處開展持續(xù)性研究，是主泵電機(jī)以及其他應(yīng)用設(shè)備都可以獲取優(yōu)化。

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