专利名称：一种水轮发电机磁轭热打键加热装置及加热方法
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I. 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Λ t (Δ 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IlX 10_6，Rtl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At，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Λ 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IOOmm 150mm,所述履带式加热器均勻垂直悬挂在直径比磁轭外径大40mm IOOmm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240mmX 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680mmX 340mm，功率为10KW，其周向悬挂间距为180mm 220mm，轴向悬挂间距为180mm 220mmo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
51:在磁轭下方支撑台上以周向摆放间距140mm 160mm呈圆环形均勻摆放热福射板，且使热辐射板与磁轭下端面的距离为IOOmm 150mm;所述热辐射板为瓦片状，尺寸为240mmX 240mm，功率为1KW，数量为一块或一块以上；
52:在磁轭外部搭设直径比磁轭外径大40 IOOmm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680mmX 340mm，功率为10KW，数量为一个或一个以上；
53:采用下式计算需要加热的磁轭与转子支架的温差Λ t
Δ t= ￡/a R0
式中￡为飞逸状态磁轭的变形增量，a为磁轭的线膨胀系数11Χ10Λ&为磁轭的重心半径，其值为磁轭的外径减去磁轭的内径；
S4:开启加热电源，并用红外线测温仪或激光测温仪实时检测磁轭与转子支架的温
差;
S5 :当磁轭与转子支架的温差达到热打键所需的计算温差Λ t时，关闭加热电源，打入磁轭键，热打键完毕。进一步的，本发明水轮发电机磁轭热打键加热方法还包括如下步骤
541:在开启电源前，在转子支架与磁轭之间设置第一层隔热单元、在履带式加热器外部设置第二层隔热单元；所述隔热单元为石棉或硅酸铝阻燃材料制成；
542:在第二层隔热单元外设置保温单元；所述保温单元为保温篷布。进一步的，本发明水轮发电机磁轭热打键加热方法还包括如下步骤
543:根据公式Λ t=PT/KGC计算出加热时间T，其中，Λ t为计算温差，P为履带式加热器和热辐射板的功率之和，K为磁轭材料的保温系数，G为磁轭重量，C为磁轭材料的比热容。本发明水轮发电机磁轭热打键加热装置及加热方法的有益技术效果是能均匀地对磁轭进行加热，加热效率较高，减少能源浪费，保证了热打键的准确性。
图I为本发明水轮发电机磁轭热打键加热装置的正视剖视示意图。下面结合附图和具体实施方式
对本发明水轮发电机磁轭热打键加热装置及加热方法作进一步的描述。
具体实施例方式图I为本发明水轮发电机磁轭热打键加热装置的正视剖视示意图，图中，10为主轴，20为转子支架，30为磁轭，40为热辐射板，50为履带式加热器，60为第一层隔热单元，60a为第二层隔热单元，70为保温单元。由图可知，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40和至少一个履带式加热器50，所述热辐射板40呈圆环形均匀水平摆放在磁轭30下方的支撑台上,且距离磁轭30下端面IOOmm 150mm,所述履带式加热器50均勻垂直悬挂在直径比磁轭30外径大40mm IOOmm的圆柱形支架(附图中未描 述圆柱形支架的具体结构)上。其中，所述热辐射板为瓦片状，尺寸为240mmX 240mm，功率为I Kff,其周向摆放间距为140mm 160mm,在实施例中，热福射板40采用江苏民生电器公司生产的红外线辐射板；所述履带式加热器为矩形，尺寸为680mmX 340mm，功率为10KW，其周向悬挂间距为180mm 220mm,轴向悬挂间距为180mm 220mm,在本实施例中，履带式加热器50采用吴江市佳诚热处理设备厂生产的型号为LCD26-220的产品。为保证加热效率和形成温差，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。为提高热能利用率，保证加热效率，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。在对磁轭进行加热时，呈圆环形均匀水平摆放在磁轭下方的热辐射板40均匀地由下到上对磁轭30进行加热；同时，均匀垂直悬挂在磁轭30外部的圆柱形支架上的履带式加热器50均匀地由外到内对磁轭30进行加热，使得磁轭30受热均匀。经现场实际加热比较，在热辐射板40距离磁轭30下端面IOOmm 150mm,履带式加热器50距离磁轭30外圆20 mm 50mm时加热效果最佳。另外，为尽可能的提高加热效率和形成温差，本发明加热装置还在磁轭与转子支架之间设置有隔热单元，尽可能的阻止热量向转子支架扩散。而设置在履带式加热器外部的隔热单元，可以防止热量向外扩散，提高热能利用率，保证加热效率。另外，设置在第二层隔热单元的外部的保温单元为保温篷布，在本实施例中，保温蓬布采用湖北金龙新材料股份有限公司生产的型号为1000X 1300D的篷布，保温篷布的设置能够进一步防止热能扩散，提高热能利用率，保证加热效率。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，包括以下步骤
51:在磁轭下方支撑台上以周向摆放间距140mm 160mm呈圆环形均勻摆放热福射板，且使热辐射板与磁轭下端面的距离为IOOmm 150mm;所述热辐射板为瓦片状，尺寸为240mmX 240mm，功率为1KW，数量为一块或一块以上；
52:在磁轭外部搭设直径比磁轭外径大40 IOOmm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680mmX 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Λ t
Δ t= ￡/a R0
式中￡为飞逸状态磁轭的变形增量，a为磁轭的线膨胀系数11Χ10Λ&为磁轭的重心半径，其值为磁轭的外径减去磁轭的内径；
S4:开启加热电源，并用红外线测温仪或激光测温仪实时检测磁轭与转子支架的温
差;
S5 :当磁轭与转子支架的温差达到热打键所需的计算温差Λ t时，关闭加热电源，打入磁轭键，热打键完毕。
为提高加热效率，减少能源浪费，保证加热温差，本发明水轮发电机磁轭热打键加热方法还包括如下步骤
541:在开启电源前，在转子支架与磁轭之间设置第一层隔热单元、在履带式加热器外部设置第二层隔热单元；所述隔热单元为石棉或硅酸铝阻燃材料制成；
542:在第二层隔热单元外设置保温单元；所述保温单元为保温篷布。为减少加热过程中温度监测次数，减少劳动强度，本发明水轮发电机磁轭热打键加热方法还科委根据公式Λ t=PT/KGC计算出加热时间T，其中，Λ t为计算温差，P为履带式加热器和热辐射板的功率之和，K为磁轭材料的保温系数，G为磁轭重量，C为磁轭材料的比热容。在实际加热时可以根据上述方法估算加热时间，减少温度监测次数，在临近加热时间T时增加温度监测次数，即可将减少劳动强度，又可保证加热效果。本发明水轮发电机磁轭热打键加热装置及加热方法的有益技术效果是能均匀地对磁轭进行加热，加热效率较高，减少能源浪费，保证了热打键的准确性。
权利要求
1.一种水轮发电机磁轭热打键加热装置，其特征在于，该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IOOmm 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 IOOmm的圆柱形支架上。
2.根据权利要求I所述水轮发电机磁轭热打键加热装置，其特征在于，所述热辐射板为瓦片状，尺寸为240mmX240mm，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680mmX 340mm，功率为10KW，其周向悬挂间距为180mm 220mm，轴向悬挂间距为18Ctam 220mm。
3.根据权利要求I所述水轮发电机磁轭热打键加热装置，其特征在于，该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。
4.根据权利要求I所述水轮发电机磁轭热打键加热装置，其特征在于，该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。
5.一种水轮发电机磁轭热打键加热方法，其特征在于，米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 51:在磁轭下方支撑台上以周向摆放间距140mm 160mm呈圆环形均勻摆放热福射板，且使热辐射板与磁轭下端面的距离为IOOmm 150mm;所述热辐射板为瓦片状，尺寸为240mmX 240mm，功率为1KW，数量为一块或一块以上； 52:在磁轭外部搭设直径比磁轭外径大40 IOOmm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680mmX 340mm，功率为10KW，数量为一个或一个以上； 53:采用下式计算需要加热的磁轭与转子支架的温差Λ t Δ t= ￡/a R0 式中￡为飞逸状态磁轭的变形增量，a为磁轭的线膨胀系数11Χ10Λ&为磁轭的重心半径，其值为磁轭的外径减去磁轭的内径； S4:开启加热电源，并用红外线测温仪或激光测温仪实时检测磁轭与转子支架的温差; S5 :当磁轭与转子支架的温差达到热打键所需的计算温差Λ t时，关闭加热电源，打入磁轭键，热打键完毕。
6.根据权利要求5所述水轮发电机磁轭热打键加热方法，其特征在于，该加热方法还包括如下步骤 541:在开启电源前，在转子支架与磁轭之间设置第一层隔热单元、在履带式加热器外部设置第二层隔热单元；所述隔热单元为石棉或硅酸铝阻燃材料制成； 542:在第二层隔热单元外设置保温单元；所述保温单元为保温篷布。
7.根据权利要求5所述水轮发电机磁轭热打键加热方法，其特征在于，该加热方法还包括如下步骤 543:根据公式Λ t=PT/KGC计算出加热时间T，其中，Λ t为计算温差，P为履带式加热器和热辐射板的功率之和，K为磁轭材料的保温系数，G为磁轭重量，C为磁轭材料的比热。
全文摘要
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，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。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，能均匀地对磁轭进行加热，加热效率较高，减少能源浪费，保证了热打键的准确性。
文档编号H02K15/12GK102820748SQ20121030230
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者杨钢 申请人:重庆水轮机厂有限责任公司