專(zhuān)利名稱(chēng)：大型核電半速汽輪發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型核電半速汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
:核能發(fā)電是利用核裂變釋放的熱能進(jìn)行發(fā)電。它雖然與火力發(fā)電極其相似，但卻是一種低碳發(fā)電的重要方式。核能發(fā)電只是以核反應(yīng)堆及蒸汽發(fā)生器來(lái)代替火力發(fā)電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學(xué)能。由于核反應(yīng)放出的熱量較燃燒化石燃料放出的能量高很多相差約百萬(wàn)倍，所以需要的燃料體積與火電廠(chǎng)相比少很多。能源危機(jī)正逐步困擾中國(guó)，而中國(guó)能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主體，清潔優(yōu)質(zhì)能源的比重偏低。調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，積極發(fā)展核電、風(fēng)電、水電等清潔優(yōu)質(zhì)能源已刻不容緩。從上世紀(jì)五十年代第一座核電站誕生至今，國(guó)外已有幾百座核電站投入商業(yè)運(yùn)行造福人類(lèi)，而國(guó)內(nèi)的核電站甚少。國(guó)家核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃指出，到2020年，把核電占電力總裝機(jī)的比例增至百分之五以上，意味著中國(guó)將建成40座相當(dāng)于大亞灣那樣的百萬(wàn)千瓦級(jí)的核電站。另外，從第一座核電站的裝機(jī)容量5麗到目前核電站用的汽輪發(fā)電機(jī)單機(jī)容量1000麗級(jí)以上可以看出:核電汽輪發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量越來(lái)越大。綜上所述，迫切需要自主開(kāi)發(fā)一種能適應(yīng)核能發(fā)電的大容量、承擔(dān)電網(wǎng)基本負(fù)荷長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行的大型核電半速汽輪發(fā)電機(jī)。發(fā)明內(nèi)容:本發(fā)明的目的是公開(kāi)一種能適應(yīng)核能發(fā)電的容量大、安全可靠的大型核電半速汽輪發(fā)電機(jī)。本發(fā)明的技術(shù)方案是:該結(jié)構(gòu)由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、氫氣冷卻器組成。定子是由定子機(jī)座、定子鐵心定子端部結(jié)構(gòu)、定子繞組和銅環(huán)引線(xiàn)組成。轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子本體、轉(zhuǎn)子繞組、阻尼系統(tǒng)，護(hù)環(huán)組成。轉(zhuǎn)子穿入定子膛內(nèi)，通過(guò)兩端的軸承支撐，氫氣冷卻器位于發(fā)電機(jī)兩端頂部，用來(lái)冷卻電機(jī)內(nèi)的熱氫氣。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不同于普通的兩極汽輪發(fā)電機(jī)，是一種新型的臥式隱極發(fā)電機(jī)。這種結(jié)構(gòu)的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為4極結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)速為1500r/min，轉(zhuǎn)子為高強(qiáng)度高導(dǎo)磁的合金鍛鋼，轉(zhuǎn)子本體直徑大于兩極汽輪發(fā)電機(jī)的1.15米限值，可以充分利用材料剛強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)；轉(zhuǎn)子本體上洗有4組下線(xiàn)槽、每組槽數(shù)為10個(gè)，與大齒間隔分布、大齒上無(wú)需月牙槽平衡轉(zhuǎn)子剛度，每個(gè)轉(zhuǎn)子槽楔下面裝有鈹銅阻尼條，因此有較強(qiáng)的負(fù)序電流承載能力；轉(zhuǎn)子下線(xiàn)槽深淺不等、分度數(shù)不同，以改善磁場(chǎng)分布，提高電能質(zhì)量；定子線(xiàn)棒為4排股線(xiàn)，線(xiàn)棒制造的工藝性?xún)?yōu)良；定子線(xiàn)棒的實(shí)心和空心股線(xiàn)進(jìn)行編織換位，可以有效地降低定子繞組的附加損耗，空心股線(xiàn)內(nèi)通水又可以很好地冷卻定子線(xiàn)棒，保證定子繞組的溫度在合理范圍內(nèi)；端部采用磁屏蔽結(jié)構(gòu)，邊段鐵心齒上開(kāi)小槽，可以有效地渦流損耗而發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象；穿心螺桿和背部拉緊螺桿穿過(guò)端部磁屏蔽結(jié)構(gòu)的內(nèi)外壓板來(lái)固定定子鐵心；同時(shí)端部采用了線(xiàn)棒端部灌膠與高強(qiáng)度錐環(huán)、端部壓板和拉緊螺栓形成牢固的整體剛?cè)峁潭ńY(jié)構(gòu)，徑向和切向固定剛度良好，在正常運(yùn)行時(shí)能具有較強(qiáng)的抗振能力，并可以抵抗電機(jī)機(jī)端發(fā)生各種短路故障及誤同期造成的強(qiáng)大沖擊，軸向可自由伸縮適合發(fā)電機(jī)調(diào)峰運(yùn)行；每個(gè)齒上裝有兩個(gè)壓指，以便更好地固定定子齒。本發(fā)明的工作方式是利用核反應(yīng)堆中核裂變釋放的熱能推動(dòng)汽輪機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的，以承擔(dān)電網(wǎng)基本負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行方式，就是由汽輪機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期并網(wǎng)運(yùn)行，轉(zhuǎn)子通入勵(lì)磁電流，定子繞組持續(xù)向電網(wǎng)提供大量電能。因此，其安全可靠性要求極高。而本發(fā)明的大型半速汽輪發(fā)電機(jī)恰好能適應(yīng)這些要求。
本發(fā)明具有容量大、轉(zhuǎn)速低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，將成為核能發(fā)電機(jī)的發(fā)展方向。


圖1為本發(fā)明大型半速汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意2為定子端部結(jié)構(gòu)示意3為邊段鐵心示意4為圖3的右視5為定子線(xiàn)棒截面示意6為轉(zhuǎn)軸截面7為轉(zhuǎn)子繞組截面圖
具體實(shí)施例方式如圖1所示的一種大型核電半速汽輪發(fā)電機(jī)，由定子1、轉(zhuǎn)子2、軸承3、氫氣冷卻器4組成。定子I是由定子機(jī)座5、定子鐵心6定子端部結(jié)構(gòu)7、定子繞組8和銅環(huán)引線(xiàn)9組成。轉(zhuǎn)子2是由轉(zhuǎn)子本體10、轉(zhuǎn)子繞組11、阻尼系統(tǒng)12，護(hù)環(huán)13組成。轉(zhuǎn)子2穿入定子I膛內(nèi)，通過(guò)兩端的軸承3支撐，氫氣冷卻器4位于發(fā)電機(jī)兩端頂部，用來(lái)冷卻電機(jī)內(nèi)的熱氫氣。如圖2所示，定子端部結(jié)構(gòu)7由磁屏蔽結(jié)構(gòu)14和錐環(huán)15組成。磁屏蔽結(jié)構(gòu)14由磁屏蔽鐵心16、內(nèi)壓板17、外壓板18組成。磁屏蔽鐵心16為高導(dǎo)磁硅鋼片，內(nèi)圓為階梯狀，被夾在內(nèi)壓板17和外壓板18之間。磁屏蔽結(jié)構(gòu)14通過(guò)穿心螺桿21和背部拉緊螺桿22固定于定子鐵心6端面。定子兩端的定子端部結(jié)構(gòu)通過(guò)螺栓壓緊固定定子鐵心6，錐環(huán)15固定于磁屏蔽結(jié)構(gòu)14的外壓板18上，定子端部繞組灌膠并固定于錐環(huán)15上。如圖3所示，定子鐵心6的邊段鐵心23為階梯狀。在定子鐵心兩端的三個(gè)鐵心段的每個(gè)齒上開(kāi)有三個(gè)徑向小槽24，如圖4所示。在定子鐵心兩端的每個(gè)齒上裝設(shè)兩個(gè)壓指25，其位于內(nèi)壓板17和邊段鐵心23之間，并把兩個(gè)壓指25做成一塊整體，形成一個(gè)壓指單元，整臺(tái)電機(jī)的壓指單元數(shù)量為定子齒數(shù)的二倍。如圖5所示，定子繞組8由定子線(xiàn)棒26，通過(guò)端部連接和極間連接構(gòu)成。定子線(xiàn)棒26由實(shí)心股線(xiàn)27和空心股線(xiàn)28按4:1的比例組成，上層線(xiàn)棒共計(jì)120根股線(xiàn)，下層線(xiàn)棒共計(jì)100根，每根股線(xiàn)自身包有很薄的絕緣，5根股線(xiàn)形成一組，并有規(guī)律地四排排列，相鄰兩排股線(xiàn)單獨(dú)按540°加多段空換位進(jìn)行編織換位，形成換位單元，再將兩個(gè)換位單元在端部短接，包上主絕緣29并成型，形成四排股線(xiàn)的定子線(xiàn)棒26，共計(jì)96根，將其嵌入定子鐵心6的48個(gè)槽里。帶繞組的定子鐵心6嵌入定子機(jī)座5，形成定子I。如圖6所示，轉(zhuǎn)子本體10與轉(zhuǎn)軸鍛為一體成為整鍛轉(zhuǎn)子2，在轉(zhuǎn)子本體10上洗出40個(gè)轉(zhuǎn)子槽，分成4組，每組為10個(gè)槽，與大齒30間隔分布，轉(zhuǎn)子下線(xiàn)槽深淺不等、分度數(shù)不同。同心式轉(zhuǎn)子繞組11嵌入40個(gè)轉(zhuǎn)子槽中。阻尼系統(tǒng)12由大齒30、阻尼條31、阻尼瓦32和護(hù)環(huán)13組成，位于轉(zhuǎn)子2上。每個(gè)轉(zhuǎn)子槽楔下面裝設(shè)鈹銅材質(zhì)的阻尼條31，如圖7所示。阻尼瓦32為梳齒結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)子本體10兩端護(hù)環(huán)13下面，其齒與下線(xiàn)槽中的阻尼條31相接。轉(zhuǎn)子繞組11端部、阻尼條31端部和阻尼瓦32通過(guò)熱套的護(hù)環(huán)13固定。
大型半速汽輪發(fā)電機(jī)由汽輪機(jī)拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)，發(fā)出的電能通過(guò)與電網(wǎng)相連的定子繞組，直接送入電網(wǎng)為各類(lèi)用戶(hù)使用。
權(quán)利要求
1.一種大型核電半速汽輪發(fā)電機(jī)，其特征是:由定子(I)、轉(zhuǎn)子(2)、軸承(3)、氫氣冷卻器(4)組成；定子(I)是由定子機(jī)座(5)、定子鐵心(6)、定子端部結(jié)構(gòu)(7)、定子繞組(8)和銅環(huán)引線(xiàn)(9)組成；轉(zhuǎn)子(2)是由轉(zhuǎn)子本體(10)、轉(zhuǎn)子繞組(11)、阻尼系統(tǒng)(12)，護(hù)環(huán)(13)組成；轉(zhuǎn)子(2)穿入定子(I)膛內(nèi)，通過(guò)兩端的軸承(3)支撐，氫氣冷卻器(4)位于發(fā)電機(jī)兩端頂部，用來(lái)冷卻電機(jī)內(nèi)的熱氫氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型核電半速汽輪發(fā)電機(jī)，其特征是:定子端部結(jié)構(gòu)(7)由磁屏蔽結(jié)構(gòu)(14)和錐環(huán)(15)組成；磁屏蔽結(jié)構(gòu)(14)由磁屏蔽鐵心(16)、內(nèi)壓板(17)、夕卜壓板(18)組成；磁屏蔽鐵心(16)為高導(dǎo)磁硅鋼片，內(nèi)圓為階梯狀，被夾在內(nèi)壓板(17)和外壓板(18)之間，磁屏蔽結(jié)構(gòu)(14)通過(guò)穿心螺桿(21)和背部拉緊螺桿(22)固定于定子鐵心(6)端面，定子兩端的定子端部結(jié)構(gòu)通過(guò)螺栓壓緊固定定子鐵心(6);錐環(huán)(15)固定于磁屏蔽結(jié)構(gòu)(14)的外壓板(18)上，定子端部繞組灌膠并固定于錐環(huán)(15)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型核電半速汽輪發(fā)電機(jī)，其特征是:定子鐵心(6)的邊段鐵心(23)為階梯狀；在定子鐵心兩端的三個(gè)鐵心段的每個(gè)齒上開(kāi)有三個(gè)徑向小槽(24)；在定子鐵心兩端的每個(gè)齒上裝設(shè)兩個(gè)壓指(25)，其位于內(nèi)壓板(17)和邊段鐵心(23)之間，并把兩個(gè)壓指(25)做成一塊整體，形成一個(gè)壓指單元，整臺(tái)電機(jī)的壓指單元數(shù)量為定子齒數(shù)的二倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型核電半速汽輪發(fā)電機(jī)，其特征是:定子繞組(8)由定子線(xiàn)棒(26)通過(guò)端部連接和極間連接構(gòu)成，定子線(xiàn)棒(26)由實(shí)心股線(xiàn)(27)和空心股線(xiàn)(28)按4:1的比例組成，定子上層線(xiàn)棒共計(jì)120根股線(xiàn)，下層線(xiàn)棒共計(jì)100根股線(xiàn)，每根股線(xiàn)自身包有很薄的絕緣，5根股線(xiàn)形成一組，并有規(guī)律地四排排列，相鄰兩排股線(xiàn)單獨(dú)按540°加多段空換位進(jìn)行編織換位，形成換位單元，再將兩個(gè)換位單元在端部短接，包上主絕緣(29)并成型，形成四排股線(xiàn)的定子線(xiàn)棒(26)，共計(jì)96根，將其嵌入定子鐵心(6)的48個(gè)槽里。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型核電半速汽輪發(fā)電機(jī)，其特征是:轉(zhuǎn)子本體(10)與轉(zhuǎn)軸鍛為一體成為整鍛轉(zhuǎn)子(2)，在轉(zhuǎn)子本體(10)上銑40個(gè)轉(zhuǎn)子槽，分成4組，每組為10個(gè)槽，與大齒(31)間隔分布，轉(zhuǎn)子下線(xiàn)槽深淺不等、分度數(shù)不同，同心式轉(zhuǎn)子繞組(11)嵌入40個(gè)轉(zhuǎn)子槽中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型核電半速汽輪發(fā)電機(jī)，其特征是:阻尼系統(tǒng)(12)由大齒(30)、阻尼條(31)、阻尼瓦(32)和護(hù)環(huán)(13)組成；每個(gè)轉(zhuǎn)子槽楔下面裝設(shè)鈹銅材質(zhì)的阻尼條(31);阻尼瓦(32)為梳齒結(jié)構(gòu)，位于轉(zhuǎn)子本體(10)兩端護(hù)環(huán)(13)下面，阻尼瓦(32)的齒與下線(xiàn)槽中的阻尼條(31)相接；轉(zhuǎn)子繞組(11)端部、阻尼條(31)端部和阻尼瓦(32)通過(guò)熱套的護(hù)環(huán)(13)固定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種大型核電半速汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，其利用核裂變所釋放的熱能進(jìn)行發(fā)電，是一種低碳發(fā)電的重要方式。此種結(jié)構(gòu)的發(fā)電機(jī)是把同心式轉(zhuǎn)子繞組嵌入40個(gè)轉(zhuǎn)子槽數(shù)中，每個(gè)槽楔下面裝設(shè)阻尼條，轉(zhuǎn)子繞組和阻尼條端部及阻尼瓦通過(guò)熱套的護(hù)環(huán)固定在轉(zhuǎn)子本體上，形成四極、1500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)子；把空實(shí)四排股線(xiàn)換位的96根線(xiàn)棒嵌入定子鐵心的48個(gè)槽里，把帶有定子繞組的定子鐵心裝入機(jī)座內(nèi)，形成定子。定子、轉(zhuǎn)子、軸承和氫氣冷卻器等一起構(gòu)成大型核電半速汽輪發(fā)電機(jī)。這種大型半速汽輪發(fā)電機(jī)能適應(yīng)核能發(fā)電且容量大、可以承擔(dān)電網(wǎng)基本負(fù)荷長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行。
文檔編號(hào)H02K1/16GK103151858SQ201310095880
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者王國(guó)海, 焦曉霞, 李金香, 孫玉田, 李桂芬, 靳慧勇, 黃浩, 胡剛, 張春莉, 欒慶偉 申請(qǐng)人:哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)有限責(zé)任公司