二滩电站水轮发电机转子的焊接与组装.doc

二滩电站水轮发电机转子的焊接与组装 周关炳,覃春柏 (中国水利水电第九工程局,贵州 贵阳550008) 摘要:叙述了二滩电站从加拿大进口的550 MW水轮发电机转 子的结构和现场组装工艺。其主要特点是:转子中心体采用圆盘式支架,磁轭迭片呈螺旋形, 磁极采用单个阻尼线圈,中心体用监控变形的方法在自由状态下焊接,用大功率电加热管加热磁轭获得预紧量,用多种组合键使中心体和磁轭连成紧固的整体等,这些新结构和新工艺值得 研究和借鉴。 关键词:二滩水电站;发电机转子;圆盘式支架;螺旋形迭片;组合键 1概述二滩水电站的水轮发电机组,系加拿大GE公司制造并供货,其 主要技术参数如下: 型式 三相、竖轴、半伞工 额定/最大容量 612/642 MVA 额定/飞逸转速 142.857/280 r/min 功率因数 0.9(滞后) 额定电压 18 kV GD2 不小于98640 t-m2 转子重量 960 t 转子直径 11745mm 转子总高度 3 750mm 旋转方向 俯视顺时针 转子是水轮发电机三大部件之一,其制造安装质量将直接影响机组的出力、效率、安全、寿 命和经济效益。目前,二滩电站的6号机组已安装投产,5号机的转子也已焊接组装完成。以下简要介绍转子的结构和现场组装工艺,着重论述新结构和新工艺。 2发电机转子结构特点 2.1无轴圆盘式中心体支架 与上端轴、水轮机轴相连接的圆盘式转子支架,材质ASTM·A36a,相当于GB700-88.Q235A.B 。由精加工锥形中心体和4×90°扇形体在现场组焊成整体。扇形体由上、下圆盘,径向腹板 ,上、下挡风板,14条固体轮臂筋键,制动环等组成。中心体由上下法兰,锥形体和主筋构成。中心体与扇形体腹板的双面采用扁钢搭接角焊而成,总重108 t,见图1。 2.2螺旋形磁轭结构 磁轭由高强度纯氧化处理的冷轧薄硅钢板,牌号NKHA690(730),在现场迭装而成,并热套于圆 盘式支架上,用组合键调整固定之,特点如下: (1)与常规的整体磁轭不同,采用两段分开的磁轭结构,即是在磁轭高度方向的中部,以60 mm 厚的间隔垫块,将其分隔成两段。 (2)没有专用的通风槽硅片。 (3)配有4种不同规格的磁轭穿心压紧螺杆。 (4)没有磁轭上下压板。 (5)磁轭冲片设有供热打键用的84只加热孔。 (6)磁轭下段的第1～10层冲片为水平层堆迭,自第11层开始,中间迭入填隙片,使冲片呈右螺旋线(俯视顺时针)型迭片,逐步上升至磁轭下段的顶端。点焊间隔垫块,再行往上堆迭,即沿 着下段已形成的螺旋层,逐一进行。 常规的水平层堆迭磁轭冲片,仅借助于拉紧螺杆压紧。而螺旋形迭片,可借助于旋转力矩,增 大磁轭冲片间的压紧力,增强磁轭的整体性,使其结构更为稳定和可靠,并可提高通风和散热效率。 ? 2.3支架与磁轭之间的多种组合键连接 为使支架和磁轭之间紧密连接,形成整体,采用了多种组合键,种类如下: (1)轮臂磁轭键,计14对,长度3 185.9 mm,附有长3 100mm的垫片,斜度1∶0.005。调节量1.3645mm,自轮臂顶端至底端全长连接。 (2)轮臂磁轭横向键,计84对,长度380 mm,斜度1∶0.02,调节量±3mm。分段布置于轮臂。每对轮臂磁轭键匹配6对横向键,共同组成磁轭热胀键,见图2。 (3)轮环周向上定位键,即上驱动键。计14组,呈燕尾型,每组由5种零件组成,长205(305) mm, 斜度1∶0.01,用于支架上圆盘并与磁轭连接。 (4)轮环周向下定位键,即下驱动键。计28组,呈燕尾型,每组由5种零件组成,长405(460) mm, 斜度1∶0.01,用于支架下圆盘并与磁轭连接。 (5)轮环周向副定位键,即副驱动键。计28组,呈燕尾型,每组由3种零件组成,其中两种焊成一体,装配在磁轭中部,将上下两段磁轭连接成整体,见图3。 轮臂磁轭键主要承受径向力,并可以调整磁轭的圆度和垂直度。除冷打键外,主要依靠热打键 将磁轭热箍于圆盘式支架上。由于此键的有效长度长达3m多,如果仅靠键槽的加工精度,其厚度方向两侧径向的平行度难以保证键沿长度方向受力的均匀性。为此,采用了磁轭横向键, 调节量为±3 mm,与其联合作用,能有效地改善其受力的均匀性。 14只固定的轮臂主筋键槽,由于(1)种键的弦距调节量为±2 mm,可补偿焊接变形引起的误差 。(3)、(4)两种键,用于传递双向扭矩。除主扭矩块外,还设有两个小的导向键,使主键扭矩块具有浮动性能,便于安装调整,并提高键组与键槽之间接触的紧密性。第(5)种键结构较前 二种简单些,只有一根导向键,长610 mm,斜度1∶0.