基于膨胀量测量的水轮机转子磁轭加热装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及水轮机转子磁轭加热技术。
【背景技术】
[0002]水轮机转子主要由转子支架、磁轭和磁极组成，转子上部与上端轴相连，下部与发电机轴相连，连接方式均为法兰连接。在安装间进行转子支架的组装、磁轭叠片组装和磁极挂装。
[0003]发电机转子磁轭外径最大约为Φ 15000mm，转子磁轭高度大约为3500mm，整体转子重量约为1600t。转子支架有24个支臂，分成中心体和4块扇形块运输至现场后组装成整体，支架的下部设有制动环;磁轭由优质高强度热乳薄钢板在现场叠装而成。磁轭叠片用螺栓紧固，分上、下两层，磁轭叠片完成后，磁轭进行热套。磁轭外侧挂上磁极并连线。
[0004]水电站水轮发电机组在运行的时候，电机的转子磁轭会受到很大的离心力，特别是大机座号或者高转速机组，巨大的离心力会使迭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，转子直径越大或者转速越高，分离间隙越大，这不仅会使机组引起过大的摆动与振动，甚至还会使转子支架立筋上的挂钩因受到冲击而断裂，造成严重事故。因此，转子现场磁轭冲片、叠装后与转子支架一预紧力，使迭片与转子支架的径向紧量达到满足机组运行的要求，对磁轭打键一般都分两次进行，先在冷状态下打键，然后再在热状态下打键。
[0005]转子磁轭热套是通过对磁轭加温使磁轭膨胀，从而在磁轭键与副立筋键槽板之间产生间隙，随后加入垫片，冷却降温后，磁轭热加垫收缩后的过盈量会使磁轭与转子支架紧箍形成更紧密的整体。但现有的磁轭加热装置加热时间长，加热效率低。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是为了解决现有的磁轭加热装置加热时间长，导致加热效率低的问题，提供一种基于膨胀量测量的水轮机转子磁轭加热装置。
[0007]本实用新型所述的基于膨胀量测量的水轮机转子磁轭加热装置包括多个不锈钢石英云母加热板、底部加热器、多点温控设备和DCS膨胀量激光检测设备；
[0008]不锈钢石英云母加热板的厚度为3?5mm，多个不锈钢石英云母加热板位均匀分布在水轮机转子磁轭的相邻叠片之间的通风沟中，不锈钢石英云母加热板采用AC220电源供电；
[0009]底部加热器包括氧化铝陶瓷和电热丝，所述电热丝设置在氧化铝陶瓷内部；
[0010]多点温控设备包括七个温控电路，其中六个温控电路用于控制不锈钢石英云母加热板，另外一个温控电路用于控制底部加热器；
[0011]DCS膨胀量激光检测装置包括激光测距传感器、总开关、数据处理电路和报警电路，所述激光测距传感器用于检测磁轭的径向膨胀量，总开关串联在AC220电源的供电电路中，数据处理电路用于对激光测距传感器检测到的信号进行处理，并根据处理结果控制报警电路和总开关。
[0012]本实用新型的有益效果:加热时间短，到达所需温度时间只要8—12小时，且磁轭加热的均匀性较好。
【附图说明】
[0013]图1为实施方式三中的42个回路的结构示意图，其中JD表示极点；
[0014]图2为实施方式四中的不锈钢石英云母加热板的布置图，其中I表示磁轭，2表示通风沟，3表示不锈钢石英云母加热板；
[0015]图3为实施方式四中48个测点的分布图，其中4表示防风棚，5表示测点，6表示进入口，7表示防护棚；
[0016]图4为实施方式四中的保温被与热电偶的布置图，其中8表示底部加热器，9表示激光测距传感器，10表示保温被，11表示位于测点处的热电偶。
【具体实施方式】
[0017]【具体实施方式】一:本实施方式所述的基于膨胀量测量的水轮机转子磁轭加热装置包括多个不锈钢石英云母加热板、底部加热器、多点温控设备和DCS膨胀量激光检测设备；
[0018]不锈钢石英云母加热板的厚度为3?5mm，多个不锈钢石英云母加热板位均匀分布在水轮机转子磁轭的相邻叠片之间的通风沟中，不锈钢石英云母加热板采用AC220电源供电；
[0019]底部加热器包括氧化铝陶瓷和电热丝，所述电热丝设置在氧化铝陶瓷内部；
[0020]多点温控设备包括七个温控电路，其中六个温控电路用于控制不锈钢石英云母加热板，另外一个温控电路用于控制底部加热器；
[0021]DCS膨胀量激光检测装置包括激光测距传感器、总开关、数据处理电路和报警电路，所述激光测距传感器用于检测磁轭的径向膨胀量，总开关串联在AC220电源的供电电路中，数据处理电路用于对激光测距传感器检测到的信号进行处理，并根据处理结果控制报警电路和总开关。
[0022]本实施方式突破了传统的加热方法，在磁轭技术规范允许的情况下，设计时在叠片间预留了若干个通风沟，在此通风沟中放入不锈钢石英云母加热板进行有效加热，再利用DCS膨胀量激光检测装置进行主控制，数据处理电路将激光测距传感器检测到的径向膨胀量与预先设定的膨胀量进行比对，当磁轭叠片的径向膨胀量达到预先设定的膨胀值时，控制总开关断开以停止加热，同时触发报警电路进行报警，以通知操作人员进行打键施工。多点温控设备对磁轭进行上下左右多点分区控温，达到均匀加热，保护磁轭不因局部过热产生变形之目的。磁轭的外表面由专用石棉保温设备进行保温处理。
[0023]所述温控电路包括热电偶、门电路、DC12V电源和固态继电器;热电偶用于测量磁轭的温度，其中一个温控电路中的热电偶用于测量磁轭底部的温度;每个温控电路中，路热电偶输出的温度信号发送至门电路，门电路将该接收到的信号与设定温度进行比对后，根据比对结果控制DC12V电源的信号输出，DC12V电源用于给固态继电器的线圈上电；用于测量磁轭底部温度的热电偶所对应的固态继电器的开关串联在底部加热器的供电回路中；多个不锈钢石英云母加热板分为六组，另外六个固态继电器的开关分别串联在六组不锈钢石英云母加热板的供电回路中。
[0024]不锈钢石英云母加热板的厚度约为3-5mm，而磁轭通风沟高度一般在3.5mm以上，因此完全能满足使用要求，且该不锈钢石英云母加热板的表面功率一般小于1W，其表面温度最高为300°C，这样就避免了磁轭局部的过热现象。由于不锈钢石英云母加热板直接插在相邻磁轭之间加热，因此整个磁轭受热较快，大大缩短了加热时间，一般到达所需温度时间只要8 —12小时。由于整个磁轭的通风沟多达6000个，因此可通过受热面积的大小来调整金属超薄不锈钢石英云母加热板的多少，避免了不必要的能源损耗。
[0025]磁轭底部的底部加热器为板式履带加热器，由氧化铝陶瓷内设有镍铬丝等组成，加热器起到辅助加热作用，此加热器是为了防止加热过程中热量向上传导而导致下部温度不够而设置的，从而提高了磁轭加热的均匀性。
[0026]【具体实施方式】二:本实施方式是对实施方式一所述的基于膨胀量测量的水轮机转子磁轭加热装置的进一步限定，本实施方式中，所述的热电偶为E型分度号板式温度传感器。
[0027]【具体实施方式】三:结合图1说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的基于膨胀量测量的水轮机转子磁轭加热装置的进一步限定，本实施方式中，不锈钢石英云母加热板的数量为2016片，按磁轭圆周方向的通风沟组数平均分为48组，按由上至下的方向分为42层，每层为一个极点组，每层沿磁轭圆周相同高度上均匀分布48片加热片，每层加热片按顺时针分别编号为极点I至极点48;
[0028]在转子顶部和底部分别每1/4圆周布置42根15米长的电缆作为每1/4圆周的回路总线，总共需布置168根电缆；
[0029]每个温控电路位于一台温控柜内，7台温控柜的编号分别为1#至7#，用于控制不锈钢石英云母加热板的6台温控柜的编号分别为1#至6#，其进线取自I号和2号供电点，用于控制底部加热器的温控柜的进线取自3号供电点，其中I号供电点连接1#、3#、5#温控柜，2号供电点连接2#、4#、6#温控柜；
[0030]转子磁轭分为4瓣，每瓣磁轭从上至下分成三段，每段又按通风沟层数分为14个回路，每个回路包括12个极点；
[0031]每瓣磁轭取第I层的极点1、3、5、……11和第2层的极点2、4、6……12共12片形成第一个回路，即回路I，将回路I接入1#温控柜，第2层的极点1、3、5、……11和第I层的极点2、4、6……12形成第二个回路，即回路2，将回路2接入2#温控柜;第3层的极点1、3、……11和第4层的极点2、4、6……12共12片形成第三个回路，即回路3，将回路3接入3#温控柜，第4层的极点1、3、……11和第3层的极点2、4、6……12形成第四个回路，即回路4，将回路4接入4#温控柜，……，以此类推，从上至下共形成42个回路分别接入6个温控柜。
[0032]层与层之间采用交错接法，这样即使某一回路发生故障，其余回路仍能维持继续加热状态。具体回路接线图见图1所示；
[0033]全部分瓣磁轭完成接线后共形成168个回路，每个回路包括12片加热片，2016片加热片。168个回路最终由6个温控柜控制，每个温控柜控制每瓣磁轭回路总数的1/4回路即28个回路，具体回路控制如下:
[0034]W温控柜:回路1、7、13、19、25、31、37;
[0035]2#温控柜:回路2、8、14、20、26、32、38;
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