CN105356688A - 一种延长核主泵转子屏蔽套热套装时间的装置和方法 - Google Patents

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张立文
李瑞琴
张弛
吴东江
雷明凯
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies

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Abstract

一种延长核主泵转子屏蔽套热套装时间的装置和方法，属于核电领域。该装置包括瓦形结构的保温层和条状结构的紧箍带，保温层顺序追随箍紧带箍紧在转子屏蔽套上，再由箍紧带在最外面施加环向箍紧力确保每层保温层之间无间隙。该装置和方法有助于顺利完成核主泵转子屏蔽套热套装过程，提高了成功率。由于保温层和箍紧带使用一样的材料，在受热膨胀时不会有热应力产生。保温层增加了屏蔽套的厚度，不仅在热套装时可以通过保温层传热控制转子屏蔽套的降温速度延长热套装时间而且还增加了屏蔽套的刚度使其在整个过程中不容易受到外界应力干扰而变形。保温层可以重复拆卸组装使用操作简单易行，降低了生产成本，提高了生产效率。

Description

一种延长核主泵转子屏蔽套热套装时间的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种延长核主泵转子屏蔽套热套装时间的装置和方法，主要用于核主泵转子屏蔽套的装配，属于核电领域。
背景技术
核主泵是核电站一回路***中唯一的旋转设备，是核岛的心脏，属于核安全一级设备，是压水堆核电站的关键设备之一。对于第三代非能动型核反应堆来说，其采用的是一种带屏蔽电机的屏蔽泵，泵中的电机是立式、水冷、鼠笼式感应电机，电机转子屏蔽套可以防止转子铜条与反应堆冷却剂接触，其加工和装配质量直接影响核主泵的正常运行，是核主泵中的关键部件之一。
转子屏蔽套的材料选用耐腐蚀、抗高温、抗氧化的非磁性金属HastelloyC-276合金，其加工工艺分为下料剪切、卷板成形、焊接、矫形和组装几个工序。其中，对满足成形精度和圆整度要求后的屏蔽套通过热套装工艺与转子进行过盈装配。这是转子在后续的整个装配过程中至关重要的工序，也是确保转子在腐蚀性环境中安全运行最关键的一道工序。
热套装全称加热装配，是一种过盈配合的连接。热套工艺是在较高温度下完成的，要保证套装时的温度一定要高于工件温度，即热套工艺适合于工作在较低温度下的工件的连接。这种工艺使用在汽轮机转子叶轮的装配、联轴器的装配、轴承的装配、齿轮的装配。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种延长核主泵转子屏蔽套热套装时间的装置和方法。该装置和方法不但可以延缓转子屏蔽套热套装所需的时间，提高热套装的成功率，而且同时还可提高屏蔽套的刚度，操作简单易行降低了屏蔽套装炉的难度。
本发明的技术解决方案是：一种延长核主泵转子屏蔽套热套装时间的装置，所述装置包括瓦形结构的保温层和条状结构的紧箍带，所述保温层的尺寸范围为长度300-600mm,内径与转子外径相同,弧度为π/2，厚度0.2-2mm，采用HastelloyC-276合金制造，保温层的层数根据实际套装工况选择1-20层；所述箍紧带的尺寸范围为宽度5-50mm，长度1000-2000mm，采用HastelloyC-276合金制造，紧箍带的使用数量根据实际工况选择1-20根。
一种延长核主泵转子屏蔽套热套装时间的方法采用箍紧带紧箍多层保温层，所述保温层的箍紧过程是指保温层由内向外每层绕周向旋转90度角，顺序追随贴紧在转子屏蔽套上，再由箍紧带在最外面施加环向箍紧力确保每层保温层之间无间隙。
本发明所达到的有益效果是：这种延长核主泵转子屏蔽套热套装时间的装置包括瓦形结构的保温层和条状结构的紧箍带，保温层的箍紧过程是指保温层由内向外每层绕周向旋转90度角，顺序追随贴紧在转子屏蔽套上，再由箍紧带在最外面施加环向箍紧力确保每层保温层之间无间隙。该装置和方法有助于顺利完成核主泵转子屏蔽套热套装过程，提高成功率。由于保温层和箍紧带使用和屏蔽套一样的材料制造而成，在受热膨胀的同时不会有热应力的产生。保温层增加了屏蔽套的厚度，不仅在热套装时可以通过保温层传热控制转子屏蔽套的降温速度延长热套装时间而且还增加了屏蔽套的刚度使其在整个过程中不容易受到外界应力干扰而变形。保温层可以重复拆卸组装使用操作简单易行，降低了生产成本，提高了生产效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发作进一步说明。
图1是核主泵转子屏蔽套保温层结构装置组装示意图。
图2是核主泵转子屏蔽套保温层几何形状示意图。
图3是核主泵转子屏蔽套紧箍带几何形状示意图。
图中：1.转子屏蔽套，2.保温层，3.紧箍带。
具体实施方式
图1、2、3示出了核主泵转子屏蔽套保温层结构装置示意图。保温层2采用卷筒机加工制，在箍紧的过程中保温层由里向外每层之间旋2转90度角顺序追随贴紧在转子转子屏蔽套1的表面，保温层2层数可以根据实际工况在1-20层之间选择。最后在最外面用图1中所示的紧箍带3将保温层2绑紧确保无缝隙。紧箍带3连接处采用螺钉连接。紧箍带3的使用数量可以根据实际工况选择1-20根。最后实际的装配结果如图1所示。热套装结束之后将紧箍带3松开保温层顺序卸下。卸下后的保温层2及紧箍带3可以留作下一次的热套装。
现有的热套装工艺采用电阻加热热处理炉，空气对流换热和热处理炉辐射换热可以补偿转子屏蔽套1温度降低延缓其收缩增加热套装有效时间。该工艺允许的热套装时间很短，转子屏蔽套1过早的箍在转子上而失败成功率极低，且容易产生鼓包、褶皱、曲屈等由于温度场波动热应力分布不均匀而产生的失稳。通过在转子屏蔽套1的外层紧箍多层保温层2能在热套装时通过其传热控制转子屏蔽套1的降温速度延长热套装时间而且由于保温层2和箍紧带3使用和转子屏蔽套1一样的材料制造而成，在受热膨胀的同时不会有热应力的产生。保温层2可以重复拆卸组装使用操作简单易行，降低了生产成本，提高了生产效率。
例如，AP1000核主泵的转子屏蔽套是超薄大长径比的桶状结构，其高度超过3000.00mm，内径为550.00-560.00mm，直径公差为±0.076mm，采用0.38-0.70mm厚的HastelloyC-276合金薄板经过裁剪和焊接工艺制造而成，其热套装难度非常大。研究表明，没有保温层时，0.50mm厚的屏蔽套热套装时间应小于15s，若热套装时间大于15s，则屏蔽套将过早地箍紧在转子上，从而导致热套装失败。在0.50mm厚的屏蔽套外边箍上三层共1.50mm厚的HastelloyC-276合金保温层，进行热套装工艺试验。结果表明，热套装所需时间延长到了37s，热套装时间延长了2倍多。可见，改进后的热套装装置和方法能大幅度地延长热套装时间，可以显著地提高热套装的成功率。

Claims (2)

1.一种延长核主泵转子屏蔽套热套装时间的装置，其特征在于：所述装置包括瓦形结构的保温层（2）和条状结构的紧箍带（3），所述保温层（2）的尺寸范围为长度300-600mm,内径与转子外径相同,弧度为π/2，厚度0.2-2mm，采用HastelloyC-276合金制造，保温层（2）的层数根据实际套装工况选择1-20层；所述箍紧带（3）的尺寸范围为宽度5-50mm，长度1000-2000mm，采用HastelloyC-276合金制造，紧箍带（3）的使用数量根据实际工况选择1-20根。
2.根据权利要求1所述的一种延长核主泵转子屏蔽套热套装时间的方法，其特征在于：所述方法采用箍紧带（3）紧箍多层保温层（2），所述保温层（2）的箍紧过程是指保温层（2）由内向外每层绕周向旋转90度角，顺序追随贴紧在转子屏蔽套（1）上，再由箍紧带（2）在最外面施加环向箍紧力确保每层保温层（2）之间无间隙。
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