福清核电2号机组AC厂房主泵电机拼装
摘要：反应堆冷却剂泵（简称主泵）是核电厂的心脏，提供源源不断的动力将一回路冷却剂送入反应堆堆芯，导出堆芯热量。主泵是反应堆冷却剂系统中最复杂、最关键的设备。福清核电2号机组主泵电机采用的是由哈尔滨电气集团设计和生产的YLH7500-4型异步、立式鼠笼电动机。主泵电机在工厂完成实验之后，散件运抵福清核电现场，再在用于主泵维修的放射性机械及去污车间（简称AC厂房）进行拼装。该文首先介绍主泵电机的结构；随后介绍主泵电机的拼装工序；之后介绍关键工艺盘车对中；最后提出主泵电机拼装过程主要问题的改进方案，为后续同类型主泵电机的拼装提供参考借鉴。
Abstract: The Reactor Cooler Pump (Save as Main Pump) is the heart of the Nuclear Power Plant (NPP), which dive the cold water to the Reactor Core and remove the heat energy which are made by uranium fission activities. The Main Pump is the most critical and most complicated equipment. The FQNPC Unit2 NPP uses the Main Pump motor which is designed and produced by Harbin Electric Group. The type of the Main Pump is YLH7500-4. After the Factory Acceptance Test, the Main Pump Motor should be disassembled and be shi
pped to site as parts. So the site need to assembly the Motor at AC building where is specially used for the Main Pump Maintenance. This Article firstly introduces the structure of the Pump, secondly introduces the assembly program at the AC Building, thirdly introduce the key program jiggering, finally introduce the optimizations of the Motor assembly.
关键词：主泵电机；拼装；盘车；热装滑转子；
  Key words: The Main Pump Motor; Assembly; Jiggering; Hot assemble the upper shaft sleeve;
前言：福清1、2号机组主泵整体结构采用“三轴承结构设计”，即“电机上导轴承”、“径向推力组合轴承”、“石墨下导轴承”。主泵运行过的最难控制的指标是振动。振动指标控制的最主要手段是主泵整个三级轴系对中达标。主泵的对中是已电机上导轴承为基准，从电机上导轴承逐级至下对中。主泵电机总重约60吨，高约6米，直径约3米，转子重约18吨，高约6米，直径约1.75米，其对中精度要求上、下摆度和垂直度都控制在0.02mm以内，是整个主泵对中步骤中最复杂、最耗时的一步。主泵电机拼装的质量和进度往往决定整台泵在核电现场的施
工进度，总结和优化主泵拼装意义重大。
1主泵电机结构
主泵电机是三相鼠笼式感应电动机，主要由下机架、转子、定子、上机架、导轴承、止逆机构、冷却器、等部分组成。电机转子由安装在上电机机架的上导轴承和安装在电机与主泵中间轴承室里的双向推力-导轴承共同支撑和固定。上导轴承的功能是承受转子残余不平衡引起的径向力和磁拉力，确保电机转子在不同转速下都能运转在中心线上，确保电机的振动在限值以内，稳定运行。主泵电机结构如下：
(1)转子；（2）电机下机架；（3）定子；（4）电机上机架；（5）飞轮；（6）电机轴；（7）下挡风圈；（8）上挡风圈；（9）空气-水冷却器；（10）滑转子；（11）上导轴承；（12）止逆机构。
图1主泵电机结构示意图
主泵电机除具备鼠笼式感应电动机的一般特性外，作为核电厂一回路冷却剂泵，为满足核电厂特殊的工况需要，还具有如下特别的结构特点：
1.1飞轮
为了在断电事故工况下，延长主泵的惰转时间，建立反应堆堆芯自然循环，保证反应堆堆芯的冷却，福清核电主泵电机在电机转子下部设置了一个直径为1740mm,高413mm,重量为5450Kg，正常运行时转动惯量为3770Kg.㎡的飞轮。飞轮通过飞轮内套，以过盈装配的方式套在电机转子轴上，并通过轴环、保险环、弧件等部件拖在轴上。
1.2止逆机构
如果冷却剂旁开堆芯而逆向流动，则主泵会反转，同时会降低冷却堆芯冷却效果。在主泵会反转情况下，若再次启动该泵，就会产生过大的电流，从而使电动机过热损坏。[1]为此，主泵电动机在上机架上附有一个止逆机构。止逆机构由外圈及带有止动块的内圈组成。在电机转速小于300r/min时，止动块离心力小于扭转弹簧压力，止动块顶住外圈，实现止逆作用；当转速大于300r/min时，止动块离心力大于扭转弹簧压力，止动块与外圈分离，处于无接触旋转状态。
1.3电机的冷却和加热部件
主泵电机的额度功率为7500KW，效率为96%，电机运行过程中会产生大量的热量。 [2]主泵电机定子和转子的冷却方式为：采用径向通风冷却系统，在冷却回路出口装有两台冷却器，由重要设备冷却水系统(简称RRI)进行冷却。由主泵电机定子上的上、下风扇，将RX主泵间的50℃的冷空气轴对称的吸入电机，经挡风圈整流，冷风通过转子和主泵电机定子上的通风沟完成冷却，最后85℃的热风轴对称的经空气-水冷却器排出。热风经冷却器之后，温度降为50℃，同时热量由RRI带走。
电机定子上装了加热器，防止电机在停止运转后受潮。反应堆冷却剂泵停运后，当定子温度小于53℃联锁启动电加热器，电机启动时或者温度值大于58℃时，电加热器自动断开。
上导轴承温度通过有冷却系统进行冷却。冷却油由双向-主推力轴承室中的主油泵或泄露油泵提供。
2主泵电机拼装和粗对中
主泵电机需要到现场安装的原因是：电机高5米多，且电机为半伞型结构，只有一个上导轴承，一个支点无法固定转子和将电机放倒运输；同时为保护电机部件在运输过程发送损坏，散件运输便于包装保护。
主泵电机拼装的过程为：由下而上的粗对中和由上而下的精对中。由下而上的粗对中至落下电机机架、落转子、落定子、落上机架等工艺装配，以及装配过程中对各部件及各部件之间的水平度、垂直度、同心度等工艺参数的粗调。由上而下的精对中主要指通过盘车，将电机轴上、下摆度和垂直度都控制在0.02mm的误差之内。
2.1电机部件的清洗
参照主泵运行维护手册要求和AC厂房安装进度计划，安排钳工对主泵部件进行清洗。清洗主要包括：去油、除漆、螺纹修复等。
2.2拼装下电机支架
将电机下机架吊入安装支架V2工具表面。用合相水平仪测量电机上机架上加工面水平度，用螺纹千斤顶和铜皮进行精密调整，直至水平度在0.02mm以内。
2.3拼装转子
将转子调入电机下机架。通过调节4个工具瓦和放置在下电机支架上表面与工具瓦对应位置
的4个螺纹千斤顶，使飞轮下表面与下机架上加工面之间间隙为50.00mm，误差小于0.02mm，电机轴与下机架内圆加工面之间垂直度的误差小于0.02mm。
2.4拼装定子
将定子套在电机转子外，键入定子与电机下机架之间的4个定位销。安装电机定子上挡风圈。用塞尺测量电机定子与电机转子之间的气隙。如果气隙不满足要求，调整螺纹千斤顶、工具瓦及挡风圈，直至气隙偏差满足要求。气隙必须在容许的误差范围内，否则电磁拉力可能会影响电机的运行和振动。
2.5拼装上电机支架
首先，预装甩油环。甩油环位于上电机支架挡油管与下部，套在电机轴上，在落上电机机架之前，必须先装上。然后，落下上电机支架，安装电机定子与电机上机架之间的4个定位销。
2.6拼装上导轴承底座ac reactor
首先，吊装上导轴承基座，紧固上导轴承基座螺栓。然后，热装滑转子。加热滑转子，使其热涨0.10mm至0.15mm，将滑转子套在电机轴上，并用千斤顶顶在滑转子上表面和吊装工具之间，压实滑转子，直至滑转子充分冷却。
3主泵电机盘车
主泵电机的盘车即由上而下的精对中，即通过调节工具瓦、上导轴瓦及盘车工具等，将电机轴上、下摆度和垂直度都控制在0.02mm的误差之内。
3.1安装盘车工具
盘车工具主要有包括盘车支架、碗轴承、销、假轴、提升螺母、盘车杆等，按上述先后顺序，将盘车工具安装好。
3.2盘车对中
1.安装好盘车工具之后，撤离螺纹千斤顶
2.打表百分表测量电机轴上摆度、飞轮的垂直度、电机轴下摆度测点如图2所示：
图2盘车对中测点示意图
3.安排数名人员在电机顶板盘动转子，并安排两名技术人员分别记录上导轴承处百分表的数据和电机轴下端百分表的数据。
4.主泵安装技术人员根据主泵测量数据对电机转子同轴度进行垂直和水平方向的条件。
盘车对中调节分为粗调和精调。粗调是在盘车初期，泵轴偏移方向不确定和误差较大的情况下，逐步锁紧工具瓦和上轴瓦，直至电机轴偏移方向确定和误差较小。在粗调之后，适度调节工具瓦、上轴瓦及盘车工具，直至满足要求。电机盘车要求是上摆度0.02mm，垂直度0.02mm，下摆度0.02mm。福清核电2号机组第2台主泵盘车精对中如表1所示。
表1主泵电机盘车精调单位：0.01mm
3.3电机定子与上机架、下机架之间的螺栓的紧固
初步盘车和粗调之后，预紧电机定子与上机架、下机架之间的螺栓。在对中精调并满足对中精度之后，上紧电机定子与上机架、下机架之间的螺栓。最后盘车和验证，上紧所有螺栓之后，对中精度是否变化。
4主泵电机安装的改进
主泵电机AC厂房拼装进度最大的制约因素是盘车缓慢、部件到货不全、管理散漫等。从实际拼装情况看，影响盘车的主要是滑转子的到货质量和热套质量。对于主泵电机安装的改进建议如下。
4.1热装滑转子的改进
福清2号机组主泵滑转子采用加热毯包裹加热和用红外测温仪进行温度监控的方式实施热套工艺。由于加热毯包裹滑转子的覆盖厚度不均衡，会造成滑转子受热不均衡，存在滑转子热涨不均衡，热套过程卡死和滑转子变形的风险。
为了彻底消除此种隐患，建议改进工艺，采用加热炉加热的方法。将滑转子吊如加热炉。加热炉设置在120℃左右，持续加热和保温4小时，保证加热和热涨均匀。
4.2部件发货和开箱检查的改进
主泵电机拼装过程多次出现在拼装进行过程中发现关键零部件未到货的情况，影响整个主泵现场安装进度。建议改进如下：
首先：在工厂发货的时候，出厂验收人员按照主泵电机部件清单，逐一核对检查和监督装箱。
然后，参照发货清单进行开箱检查，并归类存放在一起。同时，按照主泵部件清单核实到货物料是否齐全。

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