[发明专利]气体冷却发电机定子线棒弯形方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种气体冷却发电机定子线棒弯形方法。

背景技术：伴随着经济技术的发展，电网规模不断扩大，节能降耗、可持续发展等市场需求，促使发电机单机容量不断增大，而发电机输出电流在定子线棒中产生的热能传递散发是汽轮发电机大容量化的关键问题之一。

发电机定子线棒是构成发电机定子绕组的基本单元，发电机在发电过程中，电流在发电机定子线棒导电铜线中流动会持续产生热能，这些热能必须通过适当的途径传递散发出去，否则热能的积累会使导电铜线及其包覆导电铜线的绝缘的温度不断升高，以致超过导电铜线和绝缘的温度允许限度，会缩短发电机的使用寿命，甚至烧毁发电机。

气体冷却发电机线棒采用内部热能传递散发方式，热能传递散发效果好，可以应用在大容量发电机上，以气体为冷却介质，消除以水为冷却介质的定子线棒存在的冷却介质通路结垢阻塞、腐蚀泄漏等危害正常运行的问题。应用这种气体冷却发电机线棒可以简化1000MW级大容量发电机冷却结构，提高运行可靠性，这种气体冷却发电机线棒中心采用贯通两端的薄壁相互绝缘的非磁性金属方管一字形排列形成冷却气体通道，非磁性金属方管的口径根据通风方案对气体流阻及散热要求确定。在线棒直线段，相互绝缘的导电铜线排布在金属方管的周围且以金属方管为中心旋转包绕，形成换位效果，避免环流损耗；在线棒两端弧线段，相互绝缘的导电铜线排布在金属方管的两侧。但这种新结构的电机线棒的制造过程的关键步骤之一，即弯形步骤，遇到了前所未有的难题：由于这种线棒中心采用贯通两端的薄壁相互绝缘的非磁性金属方管一字形排列形成冷却气体通道，在弯形过程中会使非磁性金属方管弯弧部位产生强烈的缩颈现象，这种缩颈现象会使该部位的通风阻力大大增加，会降低冷却气体的流量，进而影响线棒的冷却效果，还会使该部位的主绝缘疏松，降低绝缘耐压强度及机械强度；若采用厚壁的非磁性金属方管可以降低缩颈程度，但会增加导热路径热阻并更多的占用有效截面，采用灌注石英砂方法存在弯形后排除困难的问题，所以传统的方法在这种新型结构的定子线棒弯形过程中都不适用。

发明内容：本发明的目的是提供一种气体冷却发电机定子线棒弯形方法，避免产生缩颈现象以及主绝缘疏松现象，保证定子线棒绝缘耐压强度及机械强度，保证发电机定子线棒的冷却效果。本发明的技术方案是：一)、预处理过程为：弯形前定子线棒首端的非磁性金属方管通过入口汇总管与入口球形阀门连接，定子线棒末端的非磁性金属方管通过出口汇总管联接到出口球形阀门；二）空腔注腊过程为：定子线棒以及入口球形阀门、出口球形阀门都加热到约70℃，入口球形阀门和出口球形阀门保持开启状态，将被加热到约85℃的液态石蜡以0.2MPa的压力通过入口球形阀门流经入口汇总管注入定子线棒，当液态石蜡从出口球形阀门流出且不再混有气体喷出后关闭出口球形阀门，将液态石蜡的注入压力提高到1MPa，保持温度约85℃,保持1MPa的注入压力，用保温材料包覆定子线棒，避免温度下降，用约10℃的压缩空气以约30m/s的风速吹拂出口球形阀门以及出口汇总管，使其内部的石蜡凝固，从末端开始用约10℃的压缩空气以约30m/s的风速逐段吹拂定子线棒的表面，吹拂前以每段约150mm长度逐渐剥去先前包覆的保温材料，使压缩空气直接吹拂到定子线棒的表面，每段吹拂时间不小于15min,并沿定子线棒表面逐段向首端吹拂，使定子线棒从末端到首端逐步冷却到室温，关闭入口球形阀门；三）、弯形作业过程:保持入口球形阀门以及出口球形阀门处于关闭状态，在室温状态下按以往的作业方法及程序进行常规弯形作业，使定子线棒达到设计要求的形状及尺寸要求；四）除腊作业过程：先使入口球形阀门及出口球形阀门处于开启状态，将定子线棒、入口汇总管、入口球形阀门、出口汇总管、出口球形阀门全部加热到约100℃，并包覆保温材料，将定子线棒及附属物处于入口球形阀门在上方、出口球形阀门在下方的直立状态，用约温度200℃压力约为1MPa的热空气从入口球形阀门注入定子线棒，迫使石蜡从出口球形阀门排出，待石蜡基本排出后采用重复快速关闭、打开出口球形阀门的冲击排气方法约50次，排出残留的石蜡，剥离保温材料，切除入口汇总管使入口球形阀门、出口汇总管、出口球形阀门与定子线棒脱离，完成整个工序。本发明的技术效果：空腔注腊过程中定子线棒以及入口球形阀门、出口球形阀门都被加热到约70℃以及后续步骤可以避免注腊过程中发生石蜡冷凝而产生空腔现象，使定子线棒内充满液态石蜡，冷却步骤使定子线棒从末端到首端逐步冷却到室温使石蜡冷凝产生的体积收缩能够由入口球形阀门注入的高压液态石蜡进行不断补充，避免产生空腔，使定子线棒内形成的固态石蜡充实紧密，使用球形阀门可以保证即使阀门内石蜡呈现固态状态下也可以实现阀门的开闭，若采用闸阀则会产生关闭困难的问题，弯形时，石蜡对缩颈趋势起到有效的抵抗作用，由于在常温状态石蜡呈现固态，不易流动，使弯形部位的石蜡不易被挤压到非弯形部位，对缩颈趋势起到的抵抗作用较强，缩颈程度较填充石英砂或其它液体要小，且不存在采用填充石英砂工艺上存在的填充及排出困难的弊端，应用本发明可以降低新型的空气冷却定子线棒在弯形过程中薄壁非磁性金属方管缩颈程度，避免产生过度的缩颈而使通风阻力增加进而影响线棒的冷却效果以及主绝缘疏松、绝缘耐压强度降低及机械强度降低现象，保证新型空气冷却定子线棒制造质量，达到设计性能要求，使新型空气冷却定子线棒应用在大容量发电机上，以气体为冷却介质，消除以水为冷却介质的定子线棒存在的冷却介质通路结垢阻塞、腐蚀泄漏等危害正常运行的问题。