1100MW核電發(fā)電機(jī)定子鐵心壓裝工藝研究

朱新

摘 要：為了保證1100MW類型核電發(fā)電機(jī)組中定子鐵心部件的安裝質(zhì)量，應(yīng)認(rèn)識到定子鐵心的特點(diǎn)，并能結(jié)合實(shí)際的安裝操作需要制定科學(xué)的定子鐵心安裝方案。本文選取了某1100MW類型的核電設(shè)備為案例，對發(fā)電機(jī)組當(dāng)中的定子鐵心壓裝操作進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：加工；核電；定子鐵心

現(xiàn)代核能技術(shù)的發(fā)展為能源短缺問題提出了一個(gè)新的解決方案，讓人們用電更充足、更穩(wěn)定的同也降低電所帶來的環(huán)境問題，因此核電類型的發(fā)電技術(shù)也成為了現(xiàn)代電力能源發(fā)展的關(guān)鍵之一。為了推動核電發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，需要技術(shù)人員能不斷的提升設(shè)備各個(gè)部件的性能，尤其要能注意定子鐵的安裝工藝，實(shí)現(xiàn)核電類型發(fā)電技術(shù)產(chǎn)能以及穩(wěn)定性的提升。

1 定子鐵心安裝技術(shù)分析

在核電發(fā)電機(jī)組的安裝中，需要直接將定子鐵心安裝到電機(jī)定子底座結(jié)構(gòu)中，是整個(gè)核電類型發(fā)電機(jī)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，其安裝質(zhì)量直接關(guān)系著核電站的發(fā)電效率。而在大型發(fā)電機(jī)部件的安裝階段，由于設(shè)備的實(shí)際尺寸較為巨大、設(shè)備整體質(zhì)量較大，導(dǎo)致安裝階段使用豎直壓裝安裝技術(shù)的時(shí)候，加壓以及加熱操作難以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，這也就導(dǎo)致在定子鐵心模擬安裝時(shí)候所采用的技術(shù)難以應(yīng)用到實(shí)際安裝當(dāng)中。在一些地區(qū)的定子鐵心部件安裝中嘗試的使這種安裝技術(shù)進(jìn)行安裝，但所取得的安裝并不理想，還有可能會出現(xiàn)一些質(zhì)量問題。而一旦定子鐵心部件出現(xiàn)了問題，那么不僅會影響到核電設(shè)備的正常運(yùn)行，同時(shí)在修復(fù)定子鐵心設(shè)備的時(shí)候也要付出大量資金。因此在目前的核電設(shè)備管理以及定子鐵心安裝的階段中，定子鐵心的安裝質(zhì)量將直接的影響核電站的運(yùn)行效率和運(yùn)行壽命。

2 定子鐵心部件結(jié)構(gòu)分析

在各個(gè)核電類型電站之中，由于其建造設(shè)計(jì)方案、建造規(guī)格、設(shè)計(jì)電能產(chǎn)量方面存在不同，因此各個(gè)核電站當(dāng)中的核電機(jī)組也存在不同，本文為了能更充分的說明定子鐵心部件的壓裝工藝，選取了某核電廠110MW類型的核電發(fā)電機(jī)作為分析案例。

該1100MW類型的核電機(jī)組在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面采用了內(nèi)外機(jī)座相結(jié)合的設(shè)計(jì)工藝，其內(nèi)機(jī)座部分從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來看主要由衡量部件、撐筋部件以及12夾緊環(huán)部件所組成，在內(nèi)機(jī)座各個(gè)部件完成了組裝之后，在經(jīng)過裝筋操作、沖片壓裝操作以定子線圈安裝操作后，就可以將內(nèi)機(jī)座部件安裝到外機(jī)座部件中，在連接的時(shí)候使用立式彈簧板部件并聯(lián)處，這樣最終就組裝成了一個(gè)完整發(fā)電機(jī)定子部件。

3 定子鐵心部件壓裝工藝分析

在進(jìn)行定子鐵心部件安裝的識時(shí)候要能掌握定子鐵心部件在安裝階段的特點(diǎn)，并能結(jié)合安裝現(xiàn)場的實(shí)際條件制定出科學(xué)的安裝方案。在現(xiàn)階段的定子鐵心部件安裝當(dāng)中，通常會將安裝操作磁屏蔽類型的壓裝操作、定位螺桿部件安裝操作、鐵心部件壓裝操作三個(gè)部分，這些個(gè)安裝環(huán)境在操作中都有不同的特點(diǎn)，需要在掌握不同安裝環(huán)節(jié)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上制定相應(yīng)的安裝方案。

3.1 磁屏蔽類型的壓裝操作

在進(jìn)行磁屏蔽壓裝操作的時(shí)候需要采用專門的壓裝操作設(shè)備，同時(shí)還要能輔助使用烘干房，從而完成固化一體化操作。在進(jìn)行磁屏蔽操作的時(shí)候，還需要使用高標(biāo)準(zhǔn)的樹脂材料作為連接固化試劑。另外，在進(jìn)行固化操作的時(shí)候還要能嚴(yán)格的控制操作環(huán)境中的各種條件，比如要能控制環(huán)境中溫度在90攝氏度到110攝氏度之，的并且要將溫度維持在這一區(qū)間內(nèi)48小時(shí)。其次，為了保證磁屏蔽操作的質(zhì)量，使整個(gè)操作過程的溫度變化更加合理、固化的效果更為出色，應(yīng)能準(zhǔn)確的控制好設(shè)備的溫度變化速度，并將溫度變化速率控制在每小時(shí)10攝氏度的范圍內(nèi)，直到操作環(huán)境中的溫度達(dá)到了90攝氏度到100攝氏度之間，并將溫度維持在這一區(qū)間內(nèi)48小時(shí)。

3.2 定位螺桿安裝

定位螺桿的安裝安排在10米壓裝坑內(nèi)，利用四柱式液壓升降機(jī)（機(jī)座內(nèi)圓）和升降平臺（機(jī)座外圓）的上下移動進(jìn)行定位螺桿的裝配、焊接、打磨等操作。

3.3 鐵心壓裝

定子鐵心壓裝方式為內(nèi)壓裝，汽勵兩端端部階梯段鐵心沖片間涂刷進(jìn)口環(huán)氧粘接樹脂；階梯段鐵心與齒壓板相鄰處沖片為密封扇形片。鐵心壓裝過程中6985mm長度分15次加壓，其中第5、13、14次為熱壓，其余為冷壓，采用拉桿裝置和液壓千斤頂進(jìn)行加壓，采用定子加熱罩對鐵心進(jìn)行熱風(fēng)循環(huán)加熱；定子鐵心結(jié)構(gòu)上首次在勵端穿心螺桿上使用了液壓螺母以便于嵌線加熱后以及后續(xù)電廠現(xiàn)場對定子鐵心進(jìn)行再收緊操作。定子鐵心的穿心螺桿和定位螺桿收緊操作共分4次進(jìn)行，第1次在鐵心豎直壓裝后安裝好全部穿心螺桿后，用液壓拉伸器和液壓扳手按圖紙要求的緊量進(jìn)行收緊操作，為防止定子鐵心槽形在翻轉(zhuǎn)過程中走動，專門設(shè)計(jì)了300根加壓定位棒，在定子鐵心槽內(nèi)除空出8槽用于測量鐵心槽底長度尺寸外，其余鐵心槽內(nèi)用槽形定位棒和加壓定位棒錯位排列固定；第2次在定子鐵心翻轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)后，檢測并按設(shè)計(jì)要求緊量用液壓拉伸器和液壓扳手對穿心螺桿和定位螺桿進(jìn)行再收緊操作；第3次將定子鐵心進(jìn)行模擬加熱并冷卻后，再次檢測并按設(shè)計(jì)要求緊量用液壓拉伸器和液壓扳手對穿心螺桿和定位螺桿進(jìn)行再收緊操作；第4次在嵌線總烘加熱后，用液壓螺母和液壓扳手檢測穿心螺桿和定位螺桿的剩余緊量數(shù)據(jù)，如鐵心剩余緊量低于圖紙要求的95%，則需按設(shè)計(jì)要求緊量用液壓螺母和液壓扳手進(jìn)行鐵心的再收緊操作。

4 定子鐵心壓裝幾個(gè)關(guān)鍵要素控制

定子鐵心是由成千上萬張扇形硅鋼片疊裝而成的，裝配完成的定子鐵心要求槽形平直、槽壁平整、有足夠的緊力，以保證鐵心的剛度和避免電磁力引起片間振動，還要注意片間絕緣不應(yīng)受損、通風(fēng)道均勻整齊、不變形等。因此，從發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)理論和電廠現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)角度出發(fā)，對于定子鐵心壓裝質(zhì)量考核的幾個(gè)主要要素為嵌線槽形尺寸、片間緊力、片間絕緣等。

4.1 鐵心嵌線槽形尺寸

工藝上要求鐵心壓裝過程中，每疊放20mm～30mm左右沖片時(shí)采用尼龍榔頭、整形定位棒整形，用槽形塞規(guī)、鳩尾塞規(guī)檢查鐵心槽形。穿心螺桿孔上使用的整形定位棒分大中小三種規(guī)格，每檔相差0.12mm，最大一檔尺寸比穿心螺桿孔名義尺寸小0.15mm左右；壓裝過程中嵌線槽內(nèi)放置的槽形定位棒尺寸比嵌線槽形名義尺寸小0.25mm；檢驗(yàn)槽形用的槽形塞規(guī)尺寸比比嵌線槽形名義尺寸小0.40mm。

4.2 片間緊力

設(shè)計(jì)要求的定子鐵心片間緊力為275Psi。為了使鐵心達(dá)到設(shè)計(jì)要求的片間緊力，工藝上采用了多次冷壓、熱壓循環(huán)進(jìn)行的手段，并且在鐵心疊裝完成后各個(gè)階段利用穿心螺桿、定位螺桿對鐵心進(jìn)行多次收緊，確保鐵心沖片片間緊力達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙要求。

5 結(jié)束語

在核電發(fā)電機(jī)組設(shè)備當(dāng)中，定子鐵心是其關(guān)鍵的組成部件，而且一旦在定子鐵心部件的安裝中出現(xiàn)了質(zhì)量問題，那么則需要耗費(fèi)大量的財(cái)力進(jìn)行修復(fù)，不僅影響了核電機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)增加了發(fā)電機(jī)組運(yùn)營管理的成本。為了保證核電機(jī)組的正常運(yùn)行，應(yīng)做好定子鐵心部件的安裝操作，保證核電機(jī)組有良好的運(yùn)行質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]王作民.汽輪發(fā)電機(jī)定子鐵心設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題的研究[J].上海大中型電機(jī)，2005.4.

[2]丁輝，陳春榕等.Q0A973F108陽江核電1100MW發(fā)電機(jī)工藝方案[J].工藝文件，2010.6.

[3]陳梁等.Q0A906F303進(jìn)口樹脂使用工藝規(guī)范[J].工藝文件，2005.10.

[4]汪耕，李希明.大型汽輪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)、制造與運(yùn)行[M].上海科學(xué)技術(shù)出版社，2012.1.