二代加核電主泵加工制造工藝

張琦

摘 要：我國首臺二代加主泵的試驗(yàn)已經(jīng)圓滿結(jié)束了，這標(biāo)志著我國已經(jīng)誕生了首臺自主研發(fā)的二代加主泵電機(jī)。在過去我國的核電站二代加主泵無法自產(chǎn)，只能依賴技術(shù)進(jìn)口，這臺主泵電機(jī)的研制成功宣告著我國的核電事業(yè)已經(jīng)向著自主知識產(chǎn)權(quán)更加向前邁進(jìn)了一步。在核電主泵的結(jié)構(gòu)中，電機(jī)是其中非常重要的組成部分，起到“心臟”的作用，并且在實(shí)際工作中，這種產(chǎn)品的制造難度也比較大。本文針對核電主泵中的電機(jī)進(jìn)行了介紹和說明，探討了其制造工藝。

關(guān)鍵詞：核電站；制造工藝；主泵電機(jī)

核電站在運(yùn)行的時(shí)候，經(jīng)常要對設(shè)備進(jìn)行冷卻，所以應(yīng)該在內(nèi)部形成一個(gè)完善的循環(huán)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)該系統(tǒng)的電機(jī)就是主泵電機(jī)，在整個(gè)核電站中，主泵電機(jī)起到的作用非常重要，可以說是整個(gè)核電站中最為核心的部位。由于核電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)系，所以主泵電機(jī)應(yīng)該在無人監(jiān)督的情況下正常運(yùn)行，并且保證運(yùn)行中的安全性和穩(wěn)定性，其總體上來說，技術(shù)要求較高，所以制造度比較大。但是主泵電機(jī)對于國家安全和相關(guān)制造產(chǎn)業(yè)都有很大的關(guān)聯(lián)，所以應(yīng)該加大對這部分機(jī)械的創(chuàng)新力度。

1 主泵設(shè)計(jì)中存在的特點(diǎn)

該主泵具有一個(gè)三相鼠籠電動(dòng)機(jī)，其具有一定的感應(yīng)能力，結(jié)構(gòu)為立式，其由以下幾個(gè)部分構(gòu)成，分別是上、下機(jī)架，定子和轉(zhuǎn)子，以及冷卻器等部分，除此之外，導(dǎo)軸承和止逆結(jié)構(gòu)也是非常重要的部分。在整個(gè)結(jié)構(gòu)中，其存在有三個(gè)軸承。在結(jié)構(gòu)中的定子周圍有用于水熱交換的結(jié)構(gòu)，可以起到良好的通風(fēng)換氣作用。在定子繞組內(nèi)，存在12個(gè)電阻用于檢測溫度，如果溫度過高即可發(fā)出信號進(jìn)行報(bào)警。其電機(jī)采用軸承來固定在機(jī)架內(nèi)部，并且在內(nèi)部通過潤滑，來對整個(gè)電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行冷卻。在整個(gè)電機(jī)的最上方就是止逆機(jī)構(gòu)，上述這些部位對于整個(gè)機(jī)械的運(yùn)行都有很重要的作用。

1.1 結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出半傘式的特點(diǎn)

這種電機(jī)的鄒城在機(jī)架上方進(jìn)行安裝，而飛輪安裝在整個(gè)機(jī)架的下方，并且止逆結(jié)構(gòu)布置于電機(jī)頂端部位，而在機(jī)械下方的軸深位置則有雙向推力軸承。對于舊有的電機(jī)來說，其常規(guī)轉(zhuǎn)速維持在每分鐘1000轉(zhuǎn)的水平上，這種新型的電機(jī)結(jié)構(gòu)對這種情況進(jìn)行了改變，轉(zhuǎn)子的支點(diǎn)布置于懸掛結(jié)構(gòu)之中，這對于電機(jī)的設(shè)計(jì)來說，可謂是一種創(chuàng)新，為以后高速立式電機(jī)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。

1.2 采用了可拆卸的大慣量飛輪裝置

和舊有的電機(jī)設(shè)備相比，其本身最大的特點(diǎn)就是采用了可拆卸的大慣量飛輪裝置，這對于電機(jī)結(jié)構(gòu)來說，是一項(xiàng)非常重要的保護(hù)。在整個(gè)核電系統(tǒng)中，飛輪起到的作用是保障核電站運(yùn)行的安全性，如果主泵突發(fā)了一系列事故，飛輪可以繼續(xù)在短期內(nèi)維持運(yùn)行，爭取寶貴時(shí)間來進(jìn)行事故的緊急處理工作。飛輪是通過一個(gè)飛輪內(nèi)套來和軸進(jìn)行連接的，并且保有足夠的摩擦力，進(jìn)而能夠確保飛輪可以在一定速度下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。但是從另一方面來看，該摩擦力應(yīng)該保持在一定范圍內(nèi)，不能過大，這樣才能保證如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速過快的時(shí)候，飛輪可以通過可拆卸結(jié)構(gòu)自行脫落。如果摩擦力過大，就會(huì)導(dǎo)致飛輪出現(xiàn)碎裂的情況，給核電系統(tǒng)帶來很大的危險(xiǎn)性。

1.3 性能得到了有效優(yōu)化

這種電動(dòng)機(jī)讓承壓部件和軸承之間的距離有效縮短了，設(shè)備運(yùn)行的安全性大大提升，并且也讓上軸承密封圈的設(shè)計(jì)得到了有效優(yōu)化，避免了上軸承室出現(xiàn)霧化的事故，對于漏油事故也很好地避免了。

2 電機(jī)的重點(diǎn)制造工藝

2.1 定子鐵心裝壓

（1）定子沖片材料為0.5mm厚50W270硅鋼片，定子沖片沖制后涂刷F級水溶性半無機(jī)硅鋼片漆。定子壓板為不銹鋼（0Cr18Ni9）結(jié)構(gòu)，其平面在立車上加工。定子疊裝方式為外裝壓，靠胎具定位，在立式油壓機(jī)上進(jìn)行疊片。（2）迭片為順時(shí)針方向進(jìn)行，疊裝采用1/2疊裝。第一段鐵心迭完，插入槽樣棒，每張扇形片插二根，然后對第一段鐵心仔細(xì)檢查并整形，使用整形棒，使鐵心槽形、段高符合要求。（3）第一段鐵心合格后，方能進(jìn)行下一段鐵心的迭裝，鐵芯總長疊裝1/2時(shí)預(yù)壓一次。加壓時(shí)壓力要逐漸升高到規(guī)定值，并保壓到規(guī)定的時(shí)間，然后降低壓力到規(guī)定值，再次升壓，從而實(shí)現(xiàn)反復(fù)加壓的過程。在壓緊過程中，一方面操縱油壓機(jī)注意觀察油壓表的讀數(shù)，總壓力不要超過規(guī)定的壓力值，一方面檢查和調(diào)整鐵心的各部尺寸，做自檢記錄，并在檢查員的監(jiān)督下檢查鐵心各段長度尺寸、總長度尺寸、鐵心中心的偏心值及緊度情況，符合質(zhì)量要求后，壓緊鐵心。（4）在壓緊狀態(tài)下將定位筋、盒形支柱、蓋板等按要求焊接，焊后消除應(yīng)力。

2.2 定子下線

定子下線在下線封閉間進(jìn)行，定子鐵心安放在滾輪架上。（1）首先要對線圈進(jìn)行試下線，下線時(shí)應(yīng)用雙手將線圈按入槽中，不許用錘子直接敲打線圈，如線圈下入槽內(nèi)無阻，線圈外保護(hù)帶無破損，說明壓型合格。若第一次壓型后線圈下入槽內(nèi)較緊，則應(yīng)重新壓型。試下線合格后方可開始正式的下線工作。（2）正式下線由兩人在鐵心兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行。邊壓型邊下線，如果壓型后的線圈下線有困難時(shí)，可在線圈上墊上聚酯薄膜，用下線打板輕輕敲打使之下入槽內(nèi)。入槽后下層邊線圈端部應(yīng)緊靠端箍，按圖紙和絕緣規(guī)范進(jìn)行端部綁扎，綁扎要牢固，排列要整齊，邊下線邊綁扎。每下完一個(gè)線圈后，要立即打上槽楔，用楔下墊條撐緊。全部線圈下完以后，進(jìn)行線圈組間的連接、焊接和絕緣包扎。（3）定子下線后在浸漆罐內(nèi)進(jìn)行VPI處理，并在侵漆前后各作一次繞組對地絕緣耐壓試驗(yàn)。

2.3 轉(zhuǎn)子鐵心裝壓

（1）轉(zhuǎn)子鐵心采用外裝壓，胎定位。轉(zhuǎn)子沖片材質(zhì)與涂漆同定子沖片相同。裝配前檢查轉(zhuǎn)子壓板、沖片、轉(zhuǎn)子通風(fēng)槽板、螺桿等零部件外觀是否良好，沖片、漆膜完整光亮，無外傷、油污、塵埃。（2）準(zhǔn)備裝壓工具，將裝壓胎擺放到裝壓平臺上，并調(diào)整其垂直度，將轉(zhuǎn)子壓板放入裝壓胎下面。疊第一段硅鋼片，疊片時(shí)要注意毛刺方向必須一致。第一段疊好后，在圓周8等分處測量厚度，放入四根槽樣棒，互成90°。每疊完一段沖片用通槽棒測檢槽型，注意鐵心長度，疊至總長一半時(shí)預(yù)壓一次。（3）疊至總長后，將鐵心放入裝壓工具中，用裝壓工具外圓的調(diào)整螺栓調(diào)直鐵心。將轉(zhuǎn)子鐵心連同裝壓工具一起吊到油壓機(jī)上預(yù)壓，檢查轉(zhuǎn)子鐵心是否垂直，如果各處沒問題繼續(xù)加壓，用鋼尺和緊度刀片檢查尺寸和緊度。在緊度和尺寸等均合格后，擰緊轉(zhuǎn)子鐵心拉桿螺母。

結(jié)束語

總體上來說，主泵電機(jī)在結(jié)構(gòu)上非常復(fù)雜，具有較高的技術(shù)要求，裝配工作也具有很高的難度。就其制造工藝來說，我們應(yīng)該加強(qiáng)對主泵電機(jī)制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)的研究，通過一系列實(shí)踐來不斷革新工藝，注意經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。隨著科技的發(fā)展，已經(jīng)有越來越多的新設(shè)備投入使用，也給我們的機(jī)械制造提供了便利條件、當(dāng)前在全球范圍內(nèi)，核電技術(shù)的應(yīng)用比重還在逐漸上升，我國也應(yīng)該趨時(shí)更新、與時(shí)俱進(jìn)，對核電技術(shù)進(jìn)行新的升級，充分借鑒國外先進(jìn)的發(fā)展成果，這樣才能不斷提高我國核電發(fā)展的水平。

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