[发明专利]一种水轮发电机磁轭热打键加热装置及加热方法

说明书

技术领域

本发明涉及水轮发电机技术领域，具体涉及一种水轮发电机磁轭热打键加热装置及加热方法。

背景技术

众所周知，水轮发电机的转子直径较大，重量更是可大几百吨。因受运输条件的限制，转子上的磁轭等大型部件，均需在工地上进行安装。磁轭是由若干张3mm～4mm厚的钢片组成，其集中了转子2/3以上的重量，故大型水轮发电机在运行中，磁轭受到的离心力是巨大的，特别是高转速机组。巨大的离心力会使叠片磁轭产生明显的径向变形，从而使磁轭与转子支架之间产生径向分离间隙。转子直径越大或转速越高，分离间隙越大，这不仅会使机组引起过大的摆动，甚至还会使转子支架的立筋因受冲击而断裂，造成严重事故，因此在磁轭冲片叠装完成后，采用对磁轭打键的方法，预先给磁轭与转子支架预紧力，使磁轭与转子支架的紧度能满足机组安全运行的需要。为了达到要求，通常的做法是磁轭打键，磁轭打键分为冷打键和热打键。

冷打键：首先采用测圆架及千分表测得磁轭外圆的圆度，然后再根据对磁轭圆度的记录，在半径偏小的区域打入磁轭键，借以调整磁轭圆度及偏心度，最后用大锤将磁轭键打入。

热打键：根据已选定的飞逸转速（约按额定转速的1.4倍），计算出磁轭处于飞逸转速时所承受的离心力以及在该离心力作用下磁轭的径向变形增量，再按此变形增量计算出能够通过热胀冷缩产生相同变形增量的磁轭与转子支架的温差△t（△t=￡/a R₀，￡为飞逸状态磁轭的变形增量，a为磁轭的线膨胀系数11×10^-6，R₀为磁轭的重心半径，磁轭的重心半径为磁轭的外径减去磁轭的内径）。然后对磁轭进行加热， 使磁轭与转子支架之间的温差达到计算温差△t，此时，磁轭与转子支架之间会产生磁轭在飞逸情况下的径向变形增量，此时，打入磁轭键，预先给磁轭与转子支架预紧力，使磁轭在运行过程中不再产生径向分离间隙。显然，热打键加热的关键在于形成温差△t，既要对磁轭进行加热，又要使固定磁轭的转子支架不被加热，由此，产生温差。另外，磁轭体积、重量都较大，均匀、平衡加热才能保证整体温差达到设计要求。再有，由于水轮发电机磁轭热打键是在电站现场施工，因此，需要加热装置结构简单、安装方便。显然，现有技术水轮发电机磁轭热打键加热装置及加热方法的基本要求为加热均匀、速度可控，并且，结构简单，安装方便。

发明内容

为满足现有技术水轮发电机磁轭热打键加热装置及加热方法所必须的加热均匀、速度可控，并且，结构简单，安装方便等基本要求，本发明提出一种水轮发电机磁轭热打键加热装置及加热方法。

本发明水轮发电机磁轭热打键加热装置，包括至少一块热辐射板和至少一个履带式加热器，所述热辐射板呈圆环形均匀水平摆放在磁轭下方的支撑台上，且距离磁轭下端面100mm～150mm，所述履带式加热器均匀垂直悬挂在直径比磁轭外径大40mm～100mm的圆柱形支架上。

进一步的，本发明水轮发电机磁轭热打键加热装置，所述热辐射板为瓦片状，尺寸为240mm×240mm，功率为1KW，其周向摆放间距为140mm～160mm；所述履带式加热器为矩形，尺寸为680mm×340mm，功率为10KW，其周向悬挂间距为180mm～220mm，轴向悬挂间距为180mm～220mm。

进一步的，本发明水轮发电机磁轭热打键加热装置还包括两层隔热单元，第一层设置在磁轭与转子支架之间，第二层设置在履带式加热器外部，所述隔热单元为石棉或硅酸铝阻燃材料制成。

进一步的，本发明水轮发电机磁轭热打键加热装置还包括保温单元，所述保温单元设置在第二层隔热单元的外部，所述保温单元为保温篷布。

一种水轮发电机磁轭热打键加热方法，采用本发明水轮发电机磁轭热打键加热装置对磁轭进行加热，包括如下步骤：

S1：在磁轭下方支撑台上以周向摆放间距140mm～160mm呈圆环形均匀摆放热辐射板，且使热辐射板与磁轭下端面的距离为100mm～150mm；所述热辐射板为瓦片状，尺寸为240mm×240mm，功率为1KW，数量为一块或一块以上；

S2：在磁轭外部搭设直径比磁轭外径大40～100mm的圆柱形支架，将履带式加热器以周向悬挂间距180mm～220mm，轴向悬挂间距为180mm～220mm均匀垂直悬挂在圆柱形支架上；所述履带式加热器为矩形，尺寸为680mm×340mm，功率为10KW，数量为一个或一个以上；

S3：采用下式计算需要加热的磁轭与转子支架的温差△t：

△t=￡/a R₀