三代核電站海水循環(huán)水泵用大型立式電動的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三代核電站海水循環(huán)水泵用大型立式電動機，是目前國內(nèi)最大的立式異步電動機，填補了國內(nèi)空白。所述電動機為36極7700kW立式異步電動機，承受的最大推力為280噸。上軸承采用推導一體結構，電機啟動時設有高壓油頂起裝置。下導軸承采用自冷方式，取消了冷卻水路。上下機架均采取了探入機座的結構，即縮短了軸向距離，又優(yōu)化了冷卻風路；同時，改進了轉子結構，有效防止熱膨脹對轉子安全運行的影響。本發(fā)明提高了AP1000第三代壓水堆核電機組的國產(chǎn)化率，同時為CAP1400國家重大專項研發(fā)設計奠定了堅實的基礎。本發(fā)明適用于低轉速、大功率、大推力立式電機，尤其適合三代核電站海水循環(huán)水泵電動機。
【專利說明】三代核電站海水循環(huán)水泵用大型立式電動機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三代核電站海水循環(huán)水泵用大型立式電動機。
【背景技術】
[0002]三代核電站海水循環(huán)水泵機組選型時，在滿足供水性能的前提下，主要考慮設備的安全運行、安裝維護方便、制造和運行成本低等，目前在建的AP1000堆型中有一機兩泵和一機三泵兩種方案。配套的臺數(shù)越多，占地面積越大，除不宜布置外，設備的投入成本也高，且臺數(shù)越多，配套的閥門也越多，增加了故障出現(xiàn)的幾率。因此，選擇較少臺數(shù)配套是核電站循環(huán)水泵機組選擇的趨勢。循泵機組配套臺數(shù)減少，必然會使循環(huán)水泵電機的單機轉矩加大，同時使電機承受更大的水推力。因此，開發(fā)出大轉矩、大推力的電動機，對三代核電站安全運行尤為重要。
[0003]堆型中海水循環(huán)水泵電動機均為立式電動機。電機上端為一個推力軸承和上導軸承的組合軸承，下端為一個導軸承。由于大功率、低轉速、大推力，導致電機存在如下問題:I電機體積超大；2電機通風困難；3電機承壓部件剛強度要求高；4熱膨脹對電機結構存在較大的影響。為提高AP1000第三代壓水堆核電機組的國產(chǎn)化率，同時為CAP1400國家重大專項研發(fā)設計奠定基礎，亟待解決以上問題，開發(fā)出高可靠性和高穩(wěn)定性的三代核電站海水循環(huán)水泵用大型立式電動機。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種低速、大功率立式電動機，能夠承受較大推力且運行穩(wěn)定的三代核電站海水循環(huán)水泵用大型立式電動機。
[0005]本發(fā)明的技術方案為:一種三代核電站海水循環(huán)水泵用大型立式電動機，由定子
(5)、轉子(4)、上機架(3)、推力軸承(2)、上導軸承(I)、下機架(7)、下導軸承(8)、冷卻器
(6)構成，上機架(3)、定子(5)及下機架(7)由上至下構成一體構成，電機的上導軸承(I)和推力軸承(8)安裝在上機架(3)內(nèi)，下導軸承(8)位于下機架(7)內(nèi)，定子(5)包括定子機座(15)、定子鐵芯(10)和定子繞組(21)，定子機座(15)由鋼板焊接而成，定子鐵芯(10)由涂絕緣漆的定子沖片迭壓而成，被緊固在定子機座(15)外殼的兩塊端壓板(9)之間，定子鐵芯(10)上分布有多道定子通風槽板裝配(31)以形成定子徑向通風溝(30)，定子鐵芯(10)采用以定子機座(15)內(nèi)徑為基準迭裝壓緊，定子(5)圓周均布安裝有四個冷卻器
(6)，用來冷卻電機內(nèi)部吹出的熱風，定子繞組(21)屬于成型線圈類型，定子繞組(21)被嵌入定子鐵芯(10)槽后按繞組接線圖采用硬釬焊聯(lián)接，轉子鐵芯(19)由涂漆絕緣的扇形硅鋼片組成，轉子槽數(shù)為偶數(shù)槽以內(nèi)圓為基準迭壓，轉子鐵芯(19)上有多道轉子通風槽板裝配(32)以形成轉子徑向通風溝(29)，轉子鐵芯(19)與轉子支架(11)套裝在一起，通過組合鍵(33)來保證徑向和切向緊量，轉子支架(11)與軸(28)熱套在一起，鼠籠繞組(12)由銅條(34)與端環(huán)(35)構成。
[0006]本發(fā)明轉子轉子(4)不單獨設置風扇，利用轉子支架(11)及轉子通風槽板裝配(32)上的片產(chǎn)生的壓頭為電機提供冷卻風量，它使冷卻空氣流經(jīng)定子繞組的端部(21)、轉子支架(11)上的通風孔流向轉子徑向通風溝(29)。上機架(3)由焊接結構的油箱(13)及焊在油箱四周的六個立筋(14)所構成，立筋(14)采用螺栓聯(lián)接到電機的定子機座(15)上，將轉子(4)上部的徑向作用力傳遞到定子(5)上；鋼板制成的六個立筋構成的下機架
(7)采用螺栓與定子(5)聯(lián)接，上機架(3)和定子(5)的重量全部傳遞到下機架(7)上。上機架(3)向定子機座(15)內(nèi)探入700_用來增加上機架(3)的剛度，在承受大推力時，盡量減小變形，使推力軸承(2)可以安全穩(wěn)定運行。同時，下探的部分即縮短了上導軸承(I)和下導軸承(8)之間的距離，又起到了導風的作用，避免出現(xiàn)過多的死風區(qū)。
[0007]上導軸承⑴和推力軸承(2)承采用了推導一體的結構，即推力軸承⑵的推力頭(17)起到上導軸承(I)的滑轉子功能，這種結構縮短了上導軸承(I)和下導軸承(8)之間的軸向距離；推力頭(17)與軸(28)之間采用較小的緊配合來保證同心；擋油管(16)與推力頭(17)之間采用密封環(huán)(18)進行密封，這些密封環(huán)(18)裝在擋油管(16)上，并具有足夠的徑向間隙；密封環(huán)(18)焊接在擋油管(16)上，與擋油管(16) —起加工。
[0008]定子(5)包括定子機座(15)、定子鐵芯(10)和定子繞組(21)。定子機座(15)由圓鋼、鋼管、角鋼及立筋組合成的支撐結構承載全部重量。定子鐵芯(10)被緊固在定子機座(15)的兩塊端壓板(9)之間，由定子鐵芯(10)、焊接的軸向肋及加強板使定子(5)具有足夠剛度。
[0009]定子繞組(21)采用成型線圈形式，它們被嵌入定子鐵芯(10)槽后按繞組接線圖采用硬釬焊聯(lián)接。采用云母帶半迭繞連續(xù)包繞作為單個線圈主絕緣，外面包繞半導體帶作為防電暈處理，以免繞組與鐵芯間的電暈對繞組帶來危害。匝間絕緣采用云母帶半迭繞絕緣。
[0010]定子繞組(21)嵌入并接線完成后，采用整體真空無溶劑浸漆處理，使得定子(5)具有良好的絕緣性能和可靠的機械強度，及非常好的散熱性。然后再進行烘干，完成定子
(5)的制造。
[0011]轉子部件由軸(28)、轉子鐵芯(19)、鼠籠繞組(12)、轉子支架(11)等組成。在驅(qū)動端的下導軸承(8)和上機架(3)內(nèi)的上導軸承(I)及推力軸承(8)支撐著整個電機的轉子(4)。軸(28)由整體鍛件加工而成，轉子鐵芯(19)通過過盈熱套在轉子支架(11)，以滿足冷卻通風的要求。轉子鐵芯(19)由涂漆絕緣的扇形硅鋼片組成。
[0012]上機架(13)由焊接結構的油箱及焊在油箱四周的六個立筋(14)所構成。立筋
(14)用螺栓聯(lián)接到電機的定子機座(15)上，把轉子⑷上部的徑向作用力傳遞到定子(5)上。上機架(3)下部向下伸入定子機座(15)內(nèi)，增加了上機架(3)的剛度，縮短了電機軸向長度，同時起到了導風的作用。
[0013]鋼板制成的六個立筋(14)構成的下機架(7)采用螺栓與定子(5)聯(lián)接，上機架
(3)和定子(5)的重量全部傳遞到下機架(7)上，下機架(7)的底平面通過圓盤法蘭過渡。
[0014]下導軸承⑶由下導軸承由軸承殼(22)、自調(diào)扇形導軸瓦(23)和滑轉子(24)固定組成。擋油管(25)與滑轉子(24)之間采用密封環(huán)(26)進行密封，這些密封環(huán)(26)裝在擋油管(25)上，并具有足夠的徑向間隙，以致在軸(28)的可能位移下仍不損壞密封。
[0015]本發(fā)明提供的一種縮短推力軸承與承壓部件距離，提高運行安全性，改進了通風結構，能夠承受較大推力且運行穩(wěn)定的三代核電站循環(huán)水泵用大型立式電動機。本發(fā)明突破了大型立式電動機在設計上對尺寸的限制。本發(fā)明適用于大推力、低轉速、大功率立式電動機，尤其適合三代核電站海水循環(huán)水泵用大型立式電動機。
[0016]本發(fā)明涉及的三代核電站循環(huán)水泵用立式電動機解決了軸向力過大從而力變形大的問題，并且消除了電機上軸承室漏油及油霧化的問題，電機運行振動小，性能穩(wěn)定。本發(fā)明開拓了大推力、低轉速、大功率立式電動機的新領域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1本發(fā)明的三代核電站海水循環(huán)水泵用大型立式電動機
[0018]圖2是圖1的I放大視圖
[0019]圖3是圖1的II放大視圖
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示為一種三代核電站循環(huán)水泵用大型立式電動機，由定子5、轉子4、上機架3、推力軸承2、上導軸承1、下機架7、下導軸承8、冷卻器6構成，上機架3、定子5及下機架7由上至下構成一體，該電機型號為YLKS7700-36，額定功率7700kW，額定電壓10kV，額定電流624A,額定轉速164r/min,磁場同步轉速166.7r/min額定頻率50Hz, 3相,絕緣等級
F0
[0021]定子5包括定子機座15、定子鐵芯10和定子繞組21，定子機座15主要由鋼板焊接而成，通過圓鋼、角鋼、立筋等承載全部重量，定子鐵芯10由涂絕緣漆的定子沖片迭壓而成，被緊固在定子機座15外殼的兩塊端壓板9之間，定子鐵芯10上分布有多道定子徑向通風溝30，由定子鐵芯10焊接的軸向肋及加強板使定子5外殼具有足夠的剛度，定子鐵芯10采用以定子機座15內(nèi)徑為基準迭裝壓緊，定子5圓周均布有四個水和冷卻器6，用來冷卻電機內(nèi)部吹出來的熱風，定子繞組21由成型線圈構成，它們被嵌入定子鐵芯10槽后按繞組接線圖采用硬釬焊聯(lián)接，釬焊采用銀基焊料配合釬焊劑，使得焊接充分焊接電阻小，如圖2所示，轉子鐵芯19由涂漆絕緣的扇形硅鋼片組成，轉子槽數(shù)為偶數(shù)槽以內(nèi)圓為基準迭壓，轉子鐵芯19的轉子通風槽板裝配組成了轉子徑向通風溝29，轉子鐵芯19與轉子支架11套在一起，通過組合鍵33來保證徑向和切向緊量，轉子支架11與軸28熱套在一起，如圖3所示，鼠籠繞組12由銅條34與端環(huán)35構成，銅條34壓入轉子鐵芯19槽后，對銅條34采用特制工具方法進行脹形，以確保銅條34與轉子鐵芯19的緊配合。轉子4不單獨設置風扇，利用轉子支架11及轉子通風槽板裝配32上的片產(chǎn)生的壓頭為電機提供冷卻風量，它使冷卻空氣流經(jīng)定子繞組21端部、轉子支架11上的通風孔流向轉子徑向通風溝29。
[0022]如圖1所示，上機架3由焊接結構的油箱13及焊在油箱四周的六個立筋14所構成，立筋14采用螺栓聯(lián)接到電機的定子5上，把轉子4上部的徑向作用力傳遞到定子5上，上機架3的整體剛度在本次設計的方案中尤其重要，直接關系到電機的抗傾倒能力，經(jīng)過計算，上機架3滿足電機水平晃動的要求；鋼板制成的六個立筋14構成的下機架7采用螺栓與定子聯(lián)接，上機架3和定子5的重量全部傳遞到下機架7上，下機架7的底平面通過圓盤法蘭20過渡。
[0023]如圖1所示，下導軸承8由軸承殼22，自調(diào)扇形導軸瓦23及滑轉子24所組成；滑轉子24與軸28之間采用較小的緊配合來保證同心，滑轉子24熱套軸28上，靠熱套緊量傳遞轉矩；下導軸承8密封的設計能使軸28在徑向位移小于Imm時仍不損壞密封；擋油管25與滑轉子24之間采用密封環(huán)26進行密封，這些密封環(huán)26裝在擋油管25上，并具有足夠的徑向間隙，以致在軸28的可能位移下仍不損壞密封；下導軸承8冷卻不需要獨立的冷卻器，靠軸承殼22外壁散熱即可，擋油桶27分割出油路，使滑轉子24與自調(diào)扇形導軸瓦23間產(chǎn)生的熱量通過油的循環(huán)傳遞給軸承殼22外壁。
[0024] 該電動機額定功率7700kW，額定電壓10kV，額定電流624A，額定轉速164r/min，極數(shù)為36極，最大推力280噸，單臺電機外形尺寸為:7920mmX Φ6720mm，定子鐵芯外圓直徑4050mm,單臺電機重量150噸。
【權利要求】
1.一種三代核電站海水循環(huán)水泵用大型立式電動機，由定子(5)、轉子(4)、上機架(3)、推力軸承(2)、上導軸承(I)、下機架(7)、下導軸承(8)、冷卻器(6)構成，上機架(3)、定子(5)及下機架(7)由上至下構成一體構成，其特征是:電機的上導軸承(I)和推力軸承(8)安裝在上機架(3)內(nèi)，下導軸承(8)位于下機架(7)內(nèi)，定子(5)包括定子機座(15)、定子鐵芯(10)和定子繞組(21)，定子機座(15)由鋼板焊接而成，定子鐵芯(10)由涂絕緣漆的定子沖片迭壓而成，被緊固在定子機座(15)外殼的兩塊端壓板(9)之間，定子鐵芯(10)上分布有多道定子通風槽板裝配(31)以形成定子徑向通風溝(30)，定子鐵芯(10)采用以定子機座(15)內(nèi)徑為基準迭裝壓緊，定子(5)圓周均布安裝有四個冷卻器(6)，用來冷卻電機內(nèi)部吹出的熱風，定子繞組(21)屬于成型線圈類型，定子繞組(21)被嵌入定子鐵芯(10)槽后按繞組接線圖采用硬釬焊聯(lián)接，轉子鐵芯(19)由涂漆絕緣的扇形硅鋼片組成，轉子槽數(shù)為偶數(shù)槽以內(nèi)圓為基準迭壓，轉子鐵芯(19)上有多道轉子通風槽板裝配(32)以形成轉子徑向通風溝(29)，轉子鐵芯(19)與轉子支架(11)套裝在一起，通過組合鍵(33)來保證徑向和切向緊量，轉子支架(11)與軸(28)熱套在一起，鼠籠繞組(12)由銅條(34)與端環(huán)(35)構成。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種三代核電站海水循環(huán)水泵用大型立式電動機，其特征是:上機架(3)由焊接結構的油箱(13)及焊在油箱四周的六個立筋(14)所構成，立筋(14)采用螺栓聯(lián)接到電機的定子(5)上，把轉子(4)上部的徑向作用力傳遞到定子(5)上；鋼板制成的六個立筋(14)構成的下機架(7)采用螺栓與定子聯(lián)接，上機架(3)和定子(5)的重量全部傳遞到下機架(7)上，下機架(7)底平面通過圓盤法蘭(20)過渡。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種三代核電站海水循環(huán)水泵用大型立式電動機，其特征是:滑轉子(24)與自調(diào)扇形導軸瓦(23) 接觸，自調(diào)扇形導軸瓦(23)固定在下導軸承由軸承殼(22)上；滑轉子(24)與軸(28)之間為較小的緊配合，滑轉子(24)熱套在軸(28)上，擋油桶(27)帶有分割出油路；擋油管(25)與滑轉子(24)之間采用密封環(huán)(26)進行密封，這些密封環(huán)裝在擋油管(25)上。
【文檔編號】H02K17/16GK104009603SQ201410219705
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權日:2014年5月23日
【發(fā)明者】李偉, 李夢啟, 李藏雪, 王澤宇, 楊立峰, 高明會, 王偉光, 張金慧, 陳衛(wèi)杰, 付嵩 申請人:哈爾濱電氣動力裝備有限公司