CN203896150U - 三代核电站海水循环水泵用大型立式电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三代核电站海水循环水泵用大型立式电动机，是目前国内最大的立式异步电动机，填补了国内空白。所述电动机为36极7700kW立式异步电动机,承受的最大推力为280吨。上轴承采用推导一体结构,电机启动时设有高压油顶起装置。下导轴承采用自冷方式,取消了冷却水路。上下机架均采取了探入机座的结构,即缩短了轴向距离,又优化了冷却风路；同时,改进了转子结构,有效防止热膨胀对转子安全运行的影响。本实用新型提高了AP1000第三代压水堆核电机组的国产化率,同时为CAP1400国家重大专项研发设计奠定了坚实的基础。本实用新型适用于低转速、大功率、大推力立式电机，尤其适合三代核电站海水循环水泵电动机。

Description

三代核电站海水循环水泵用大型立式电动机

技术领域

本实用新型涉及一种三代核电站海水循环水泵用大型立式电动机。 

背景技术

三代核电站海水循环水泵机组选型时，在满足供水性能的前提下，主要考虑设备的安全运行、安装维护方便、制造和运行成本低等，目前在建的AP1000堆型中有一机两泵和一机三泵两种方案。配套的台数越多，占地面积越大，除不宜布置外，设备的投入成本也高，且台数越多，配套的阀门也越多，增加了故障出现的几率。因此，选择较少台数配套是核电站循环水泵机组选择的趋势。循泵机组配套台数减少，必然会使循环水泵电机的单机转矩加大，同时使电机承受更大的水推力。因此，开发出大转矩、大推力的电动机，对三代核电站安全运行尤为重要。 

堆型中海水循环水泵电动机均为立式电动机。电机上端为一个推力轴承和上导轴承的组合轴承，下端为一个导轴承。由于大功率、低转速、大推力，导致电机存在如下问题：1电机体积超大；2电机通风困难；3电机承压部件刚强度要求高；4热膨胀对电机结构存在较大的影响。为提高AP1000第三代压水堆核电机组的国产化率,同时为 CAP1400国家重大专项研发设计奠定基础,亟待解决以上问题,开发出高可靠性和高稳定性的三代核电站海水循环水泵用大型立式电动机。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种低速、大功率立式电动机，能够承受较大推力且运行稳定的三代核电站海水循环水泵用大型立式电动机。 

本实用新型的技术方案为：一种三代核电站海水循环水泵用大型立式电动机，由定子(5)、转子(4)、上机架(3)、推力轴承(2)、上导轴承(1)、下机架(7)、下导轴承(8)、冷却器(6)构成，上机架(3)、定子(5)及下机架(7)由上至下构成一体结构，电机的上导轴承(1)和推力轴承(8)安装在上机架(3)内，下导轴承(8)位于下机架(7)内，定子(5)包括定子机座(15)、定子铁芯(10)和定子绕组(21)，定子机座(15)由钢板焊接而成，定子铁芯(10)由涂绝缘漆的定子冲片迭压而成，被紧固在定子机座(15)外壳的两块端压板(9)之间，定子铁芯(10)上分布有多道定子通风槽板装配(31)以形成定子径向通风沟(30)，定子铁芯(10)采用以定子机座(15)内径为基准迭装压紧，定子(5)圆周均布安装有四个冷却器(6)，用来冷却电机内部吹出的热风，定子绕组(21)属于成型线圈类型，定子绕组(21)被嵌入定子铁芯(10)槽后按绕组接线方式采用硬钎焊联接，转子铁芯(19)由涂漆绝缘的扇形硅钢 片组成，转子槽数为偶数槽以内圆为基准迭压，转子铁芯(19)上有多道转子通风槽板装配(32)以形成转子径向通风沟(29)，转子铁芯(19)与转子支架(11)套装在一起,通过组合键(33)来保证径向和切向紧量,转子支架(11)与轴(28)热套在一起，鼠笼绕组(12)由铜条(34)与端环(35)构成。 

本实用新型转子转子(4)不单独设置风扇，利用转子支架(11)及转子通风槽板装配(32)上的片产生的压头为电机提供冷却风量，它使冷却空气流经定子绕组的端部(21)、转子支架(11)上的通风孔流向转子径向通风沟(29)。上机架(3)由焊接结构的油箱(13)及焊在油箱四周的六个立筋(14)所构成，立筋(14)采用螺栓联接到电机的定子机座(15)上，将转子(4)上部的径向作用力传递到定子(5)上；钢板制成的六个立筋构成的下机架(7)采用螺栓与定子(5)联接，上机架(3)和定子(5)的重量全部传递到下机架(7)上。上机架(3)向定子机座(15)内探入700mm用来增加上机架(3)的刚度，在承受大推力时，尽量减小变形，使推力轴承(2)可以安全稳定运行。同时，下探的部分即缩短了上导轴承(1)和下导轴承(8)之间的距离,又起到了导风的作用，避免出现过多的死风区。 

上导轴承(1)和推力轴承(2)承采用了推导一体的结构,即推力轴承(2)的推力头(17)起到上导轴承(1)的滑转子功能,这种结构缩短了 上导轴承(1)和下导轴承(8)之间的轴向距离；推力头(17)与轴(28)之间采用较小的紧配合来保证同心；挡油管(16)与推力头(17)之间采用密封环(18)进行密封，这些密封环(18)装在挡油管(16)上，并具有足够的径向间隙；密封环(18)焊接在挡油管(16)上,与挡油管(16)一起加工。 

定子(5)包括定子机座(15)、定子铁芯(10)和定子绕组(21)。定子机座(15)由圆钢、钢管、角钢及立筋组合成的支撑结构承载全部重量。定子铁芯(10)被紧固在定子机座(15)的两块端压板(9)之间，由定子铁芯(10)、焊接的轴向肋及加强板使定子(5)具有足够刚度。 

定子绕组(21)采用成型线圈形式，它们被嵌入定子铁芯(10)槽后按绕组接线方式采用硬钎焊联接。采用云母带半迭绕连续包绕作为单个线圈主绝缘，外面包绕半导体带作为防电晕处理，以免绕组与铁芯间的电晕对绕组带来危害。匝间绝缘采用云母带半迭绕绝缘。 

定子绕组(21)嵌入并接线完成后，采用整体真空无溶剂浸漆处理，使得定子(5)具有良好的绝缘性能和可靠的机械强度，及非常好的散热性。然后再进行烘干，完成定子(5)的制造。 

转子部件由轴(28)、转子铁芯(19)、鼠笼绕组(12)、转子支架(11)等组成。在驱动端的下导轴承(8)和上机架(3)内的上导轴承(1)及推力轴承(8)支撑着整个电机的转子(4)。轴(28)由整体锻件加工而成， 转子铁芯(19)通过过盈热套在转子支架(11)，以满足冷却通风的要求。转子铁芯(19)由涂漆绝缘的扇形硅钢片组成。 

上机架(13)由焊接结构的油箱及焊在油箱四周的六个立筋(14)所构成。立筋(14)用螺栓联接到电机的定子机座(15)上，把转子(4)上部的径向作用力传递到定子(5)上。上机架(3)下部向下伸入定子机座(15)内,增加了上机架(3)的刚度,缩短了电机轴向长度,同时起到了导风的作用。 

钢板制成的六个立筋(14)构成的下机架(7)采用螺栓与定子(5)联接，上机架(3)和定子(5)的重量全部传递到下机架(7)上，下机架(7)的底平面通过圆盘法兰过渡。 

下导轴承(8)由下导轴承由轴承壳(22)、自调扇形导轴瓦(23)和滑转子(24)固定组成。挡油管(25)与滑转子(24)之间采用密封环(26)进行密封，这些密封环(26)装在挡油管(25)上，并具有足够的径向间隙，以致在轴(28)的可能位移下仍不损坏密封。 

本实用新型提供的一种缩短推力轴承与承压部件距离，提高运行安全性，改进了通风结构，能够承受较大推力且运行稳定的三代核电站循环水泵用大型立式电动机。本实用新型突破了大型立式电动机在设计上对尺寸的限制。本实用新型适用于大推力、低转速、大功率立式电动机，尤其适合三代核电站海水循环水泵用大型立式电动机。 

本实用新型涉及的三代核电站循环水泵用立式电动机解决了轴向力过大从而力变形大的问题，并且消除了电机上轴承室漏油及油雾化的问题，电机运行振动小，性能稳定。本实用新型开拓了大推力、低转速、大功率立式电动机的新领域。 

附图说明

图1本实用新型的三代核电站海水循环水泵用大型立式电动机 

图2是图1的Ⅰ放大视图 

图3是图1的Ⅱ放大视图 

具体实施方式

如图1所示为一种三代核电站循环水泵用大型立式电动机，由定子5、转子4、上机架3、推力轴承2、上导轴承1、下机架7、下导轴承8、冷却器6构成，上机架3、定子5及下机架7由上至下构成一体，该电机型号为YLKS7700-36，额定功率7700kW，额定电压10kV，额定电流624A，额定转速164r/min，磁场同步转速166.7r/min额定频率50Hz，3相，绝缘等级F。 

定子5包括定子机座15、定子铁芯10和定子绕组21，定子机座15主要由钢板焊接而成，通过圆钢、角钢、立筋等承载全部重量，定子铁芯10由涂绝缘漆的定子冲片迭压而成，被紧固在定子机座15外壳的两块端压板9之间，定子铁芯10上分布有多道定子径向通风 沟30，由定子铁芯10焊接的轴向肋及加强板使定子5外壳具有足够的刚度，定子铁芯10采用以定子机座15内径为基准迭装压紧，定子5圆周均布有四个水和冷却器6，用来冷却电机内部吹出来的热风，定子绕组21由成型线圈构成，它们被嵌入定子铁芯10槽后按绕组接线方式采用硬钎焊联接，钎焊采用银基焊料配合钎焊剂，使得焊接充分焊接电阻小，如图2所示，转子铁芯19由涂漆绝缘的扇形硅钢片组成，转子槽数为偶数槽以内圆为基准迭压，转子铁芯19的转子通风槽板装配组成了转子径向通风沟29，转子铁芯19与转子支架11套在一起,通过组合键33来保证径向和切向紧量,转子支架11与轴28热套在一起，如图3所示，鼠笼绕组12由铜条34与端环35构成，铜条34压入转子铁芯19槽后，对铜条34采用特制工具方法进行胀形，以确保铜条34与转子铁芯19的紧配合。转子4不单独设置风扇，利用转子支架11及转子通风槽板装配32上的片产生的压头为电机提供冷却风量，它使冷却空气流经定子绕组21端部、转子支架11上的通风孔流向转子径向通风沟29。 

如图1所示，上机架3由焊接结构的油箱13及焊在油箱四周的六个立筋14所构成，立筋14采用螺栓联接到电机的定子5上，把转子4上部的径向作用力传递到定子5上，上机架3的整体刚度在本次设计的方案中尤其重要，直接关系到电机的抗倾倒能力，经过计算， 上机架3满足电机水平晃动的要求；钢板制成的六个立筋14构成的下机架7采用螺栓与定子联接，上机架3和定子5的重量全部传递到下机架7上，下机架7的底平面通过圆盘法兰20过渡。 

如图1所示，下导轴承8由轴承壳22，自调扇形导轴瓦23及滑转子24所组成；滑转子24与轴28之间采用较小的紧配合来保证同心，滑转子24热套轴28上，靠热套紧量传递转矩；下导轴承8密封的设计能使轴28在径向位移小于1mm时仍不损坏密封；挡油管25与滑转子24之间采用密封环26进行密封，这些密封环26装在挡油管25上，并具有足够的径向间隙，以致在轴28的可能位移下仍不损坏密封；下导轴承8冷却不需要独立的冷却器，靠轴承壳22外壁散热即可,挡油桶27分割出油路,使滑转子24与自调扇形导轴瓦23间产生的热量通过油的循环传递给轴承壳22外壁。 

该电动机额定功率7700kW，额定电压10kV，额定电流624A，额定转速164r/min,极数为36极,最大推力280吨,单台电机外形尺寸为:7920mm×Φ6720mm,定子铁芯外圆直径4050mm,单台电机重量150吨。 

Claims (3)

1.一种三代核电站海水循环水泵用大型立式电动机，由定子(5)、转子(4)、上机架(3)、推力轴承(2)、上导轴承(1)、下机架(7)、下导轴承(8)、冷却器(6)构成，上机架(3)、定子(5)及下机架(7)由上至下构成一体结构，其特征是：电机的上导轴承(1)和推力轴承(8)安装在上机架(3)内，下导轴承(8)位于下机架(7)内，定子(5)包括定子机座(15)、定子铁芯(10)和定子绕组(21)，定子机座(15)由钢板焊接而成，定子铁芯(10)由涂绝缘漆的定子冲片迭压而成，被紧固在定子机座(15)外壳的两块端压板(9)之间，定子铁芯(10)上分布有多道定子通风槽板装配(31)以形成定子径向通风沟(30)，定子铁芯(10)采用以定子机座(15)内径为基准迭装压紧，定子(5)圆周均布安装有四个冷却器(6)，用来冷却电机内部吹出的热风，定子绕组(21)属于成型线圈类型，定子绕组(21)被嵌入定子铁芯(10)槽后按绕组接线方式采用硬钎焊联接，转子铁芯(19)由涂漆绝缘的扇形硅钢片组成，转子槽数为偶数槽以内圆为基准迭压，转子铁芯(19)上有多道转子通风槽板装配(32)以形成转子径向通风沟(29)，转子铁芯(19)与转子支架(11)套装在一起,通过组合键(33)来保证径向和切向紧量,转子支架(11)与轴(28)热套在一起，鼠笼绕组(12)由铜条(34)与端环(35)构成。 

2.根据权利要求1所述的一种三代核电站海水循环水泵用大型立式电动机，其特征是：上机架(3)由焊接结构的油箱(13)及焊在油箱四周的六个立筋(14)所构成，立筋(14)采用螺栓联接到电机的定子(5)上，把转子(4)上部的径向作用力传递到定子(5)上；钢板制成的六个立筋(14)构成的下机架(7)采用螺栓与定子联接，上机架(3)和定子(5)的重量全部传递到下机架(7)上，下机架(7)底平面通过圆盘法兰(20)过渡。 

3.根据权利要求1或2所述的一种三代核电站海水循环水泵用大型立式电动机，其特征是：滑转子(24)与自调扇形导轴瓦(23)接触，自调扇形导轴瓦(23)固定在下导轴承由轴承壳(22)上；滑转子(24)与轴(28)之间为较小的紧配合，滑转子(24)热套在轴(28)上，挡油桶(27)带有分割出油路；挡油管(25)与滑转子(24)之间采用密封环(26)进行密封，这些密封环装在挡油管(25)上。