核电主泵电机转子部件制造

李楠

摘 要：我国的核电站建设技术被不断提升，在当前应用的核电站之中，技术人员可以通过有效操作，来提升核电站的原有能应用价值，在核电站的不同系统之中，均有不同种类的泵来支持核电站的运行，在核岛位置的回路系统之中，有一种泵可以实现对冷却剂的驱动效果，同时还能对RCP系统的内部循环进行推动，这种泵一般会被称为核电站的主泵，这种主泵对于核电站的运行起到了重要的作用，能够以连续不断的方式对堆芯之中的热量进行有效传递，传递的目的是推动蒸汽发生器进行二次侧给水，本文根据对主泵电机的了解，对其部件改造进行研究。

关键词：核电主泵；电机；转子；制造方法

核电站系统之中的主泵对于整个核电站的安全运行都起到了重要的作用，而在核电站的主泵之中，电机又是关键部位，主要的功能使借助驱动技术实现循环冷却剂的需求，将反应过程之中获取的热量进行传输，将其传送到二回路的介质之中。转子在很多机械之中都属于基础性部件，支撑转子的构件为轴承，借助转子可以使本身缺少旋转轴的物体进行转动，在辅助核电站的主泵运行的电机之中，转子是重要构件，本文以核电站应用的典型电机为参照，对其使用的转子的制造工艺进行研究。

1 电机的结构特点分析

对转子的改进型的制作方法进行研究之前，首先应当对电机主体部分结构特点进行研究，研究对象主要是专门被应用于核电主泵运行的特殊电机，本文分析的这种电机的额定电压值为6.6kV，额定电容量是6500kW，额定频率是50Hz。对于电机的主要参数有所了解之后，就可以对其具有的结构特点进行了解。这种电机属于立式4级异步类型的电机，其转子的结构是笼型结构。

转子铜条与铜端环之间为整体中频感应焊，转子铁心采用工装芯轴定位叠片的外装压工艺，“滑转子”为转轴整体加工成形，转子采用加热铁心套转轴的方式，端环外圆套上护环并在风扇装配前后分别进行转子动平衡。定子铁心采用拉紧螺杆定位的内装压工艺，铁心内径公差仅为士，定子线圈装配中线圈端部侧面间隙小，定子进行次浸漆并在最后一次烘培完成后进行浸水试验。飞轮、上机架和下机架为机加工部件，加工精度高且形位公差严格。

2 转子部件基本制造情况以及改进工艺分析分析

对电机的主体结构特点有所了解之后，就额可以对转子各个部分的加工工艺进行了解。转子加工可以被划分为以下几个部分。

2.1 转轴加工

电机具有的转轴长度偏长，为4180mm，并且这种应用于核电站传递热量过程中的电机与一般的异步类型的电机有所不同，不同之处主要使其轴焊肋，因此需要借助8支肋须来进行加工。转轴具有的滑转子与常规的历史电机有所不同，技术人员不能继续采取原有的热套形式来进行电机加工，而是需要对转轴本身进行改进，在改进的活动之中对于形位工程的配制要求比较高，技术人员需要对飞轮制造进行配合，对转轴的加工进行精密性改造。

对肋须进行加工时，需要在具有数控性能的龙门铣位置开展排量粗铣的工作精加工量的保留数值为17mm，技术人员需要对轴变形的情况进行预防，一旦轴出现弯曲的问题，就会导致转子的质量下降。对肋须进行加工的时候，需要采取精加工的方式，技术人员可以借助旋转分度装置来对分度进行有效控制，可以使用具有高度精准度的游标卡尺完成测量任务，技术人员还需要对公差进行降低，对分度的合理性进行保持。

转轴的车序也需要被合理控制，一般数控卧车的长度为5米，在这个加工=环节之中，滑转子加工工作的难度比较高，主要是受到了不规范槽形的影响，技术人员需要先开展公益实验，与设计刀具的人员进行合作，对使用的刀具进行修正，对刀具加工中的发颤问题进行解决，提升滑转子加工方案的可行性。

2.2 制造冲片工艺

这种工艺方法的优势为：稀释剂用水，而有机漆用甲苯等有机溶剂，所以粘度比有机漆容易控制，而且气味小，不需特殊的废气处理装置，环保性好；涂层较薄，有机漆涂层厚度为o.ols}0.02smm，而水溶性漆一般都在0.01 mm以内，这样提高了铁心的叠装系数；无机、半无机涂层薄并且坚韧，所以在长期运行下，不收缩，不松动，铁心紧量不会减小。水溶性漆冲片刷漆生产线的研制成功，不仅掌握了冲片涂刷水溶性漆的绝缘技术，摆脱了依赖进口的局而，同时该项目也是东方电机在国内同行业率先研制成功并运用于生产的，对提高公司的核心竞争力意义重大。

2.3 铁心装配改进

核电主泵电机转子铁心采用外装压工艺，装压胎为组合工装。转子冲片靠铁心装压胎的心轴定位，在油压机上压紧后用螺母把紧上、下压胎。装压过程分三次预压和一次装压。法方提供转子冲片、通风槽板和齿压板，在严格按照工艺守则装压后铁心全部合格。但后3台份的轉子铁心冲片、通风槽板和齿压板国产化后，即出现转子铁心压不紧的现象。通过对铁心各尺寸测量后的比较、提制辅助工装重新进行装压和召开专题分析会后，得出了转子齿压板存在尺寸误差的结论。由于转子齿压片高度尺寸是自由公差，加工后该尺寸误差较大，从而导致齿压板放在冲片上装压时部分点压不上的情况。在对齿压片给出严格的高度公差和调整加工方法后，后续两台转子铁心都是一次性压紧。

2.4 频焊转子端环工艺

核电主泵电机转子端环中频焊接是转子制造过程中的关键工序。该转子铜端环外径d1 112，铜条数量101件，铜条端面尺寸为71×12.5mm。如此大直径的整体感应加热、如此多铜条的同时焊接在东方电机尚属首次。为保证铜条与端环的良好接触，设计了转子支架和可调式端环支架两种工装。转子支架用于支撑转子铁心，而将铜端环放在感应器和云母支撑板上，然后将这一整体放在端环支架上。端环支架可以通过底部的螺栓来调节高度，从而达到铜条与端环接触的要求。在严格按照中频焊接升温曲线、恒温时间和降温曲线等工艺参数来操作中频焊设备，头几次施焊过程中，先后出现了2次焊缝不饱满、有凹陷，透探伤检查出现多处缺陷等问题。这种焊接质量的不稳定，是后续批量生产的巨大障碍，这是一个必须立即解决的难题。

结束语

本文首先对核电站使用的常规电机的结构特点进行了分析，无论是哪一个系统之中的主泵，其电机的结构都能较为复杂，除了本文着重介绍的转子部件之外，其他部件中的制作工艺也必须要被规范化，本文主要对电机内部应用的转子的制造方法进行了研究，技术人员需要根据当前核电站的需要，对原有的转子制造方法进行改进，对其制造缺陷进行弥补，减少转子性能方面的不完善之处，进行工艺改进之后，需要对转子进行制作实验，对制作经验进行获取，对于当前的电机制作不足之处开展持续性研究，是主泵电机以及其他应用设备都可以获取优化。

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