[发明专利]一种核主泵定子屏蔽套无隙塑性贴附精密装配设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种核主泵定子屏蔽套无隙塑性贴附精密装配设备，主要用于薄壁定子屏蔽套与定子的无隙塑性变形贴附精密装配，属于核电领域。

背景技术

近年来，核电以高效、节能、环保的优势越来越受到各国的青睐。在核电站中，核反应堆冷却剂主循环泵-核主泵，是核反应堆核岛的关键部件之一，属于核安全一级设备。对于第三代非能动型核反应堆来说，核主泵为单级、全密封、高惯量、离心带屏蔽电机的无密封屏蔽电动泵。为了防止含有放射性物质的冷却剂外泄以及冷却剂腐蚀定子铁芯、线圈，定子铁芯内壁贴附有耐腐蚀的定子屏蔽套。

定子屏蔽套为耐腐蚀的非磁性金属Hastelloy C-276合金，长为3147mm，内径也将近600mm，但厚度仅为0.3-0.5mm，属于大长径比超薄零件。在装配时极易出现褶皱、破裂等缺陷，装配后也容易出现部分区域过度减薄的问题。因此核主泵定子屏蔽套的装配是一项难题。

在核主泵的60年设计使用寿命内，屏蔽套内一直有冷却电机的冷却循环水流动，这势必会对屏蔽套的性能产生影响。为了使冷却剂顺利通过、保证核主泵的安全运行，定子屏蔽套与转子屏蔽套间必须保证4.8mm的安装间隙，也即在核主泵服役期间屏蔽套不允许有任何松动，这就对核主泵定子屏蔽套的装配质量提出了很高的要求。

从相关文献了解到，核主泵定子屏蔽套装配可以采用的方法有抽真空法和水压试验法。抽真空法是将定子铁芯与定子屏蔽套之间的空气抽出，屏蔽套产生塑性变形来实现装配；而水压试验广泛应用在压力容器的检漏，通过向屏蔽套内注入液体并使液压力达到水压试验压力，保压8~9小时，使定子屏蔽套变形贴附在定子铁芯内壁。

在对大长径比定子屏蔽套装配时，上述方法存在诸多问题。如抽真空法，由于空气稀薄，导致产生的力过小，因而不能完成装配；此外由于空气的流动性，导致轴向产生的力不均匀，加剧了屏蔽套厚度变形的不均匀性；而水压试验法不能对液压力的产生过程进行很好的控制，同样不能进行精密装配。

鉴于上述原因，课题组提出了用内高压成型原理进行定子屏蔽套精密装配的方法，并发明了基于这一原理的一种核主泵定子屏蔽套无隙塑性贴附精密装配设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种核主泵定子屏蔽套无隙塑性贴附精密装配设备，该设备可以准确控制加载路径，实现核主泵定子屏蔽套与定子的无隙塑性贴附精密装配。

本发明所采用的技术方案是：一种核主泵定子屏蔽套无隙塑性贴附精密装配设备，由定子组件、组件台架、液压系统、控制模块四部分组成。

所述定子组件部分包括上螺栓组件、上端盖、上密封环、上支撑环、定子铁芯模型、支撑筒、定子屏蔽套、下支撑环、下密封环、下端盖和下螺栓组件，下端盖通过下螺栓组件和固定螺栓固定在组件台架上，下支撑环通过紧定螺钉固定在下端盖上，支撑筒通过下支撑环和下端盖的中心孔嵌在组件台架上，定子屏蔽套在下支撑环与下密封环的共同作用下固定在下支撑环外表面，定子铁芯模型通过下端盖、下螺栓组件固定在下端盖上，上支撑环通过其中心孔套在支撑筒上，上端盖和支撑筒通过上螺栓组件与定子铁芯模型连接。定子铁芯模型由一定壁厚的空心圆筒在其内壁开均匀的定子铁芯槽而成，定子铁芯齿与定子铁芯槽均匀间隔分布在定子铁芯模型内壁上。 定子屏蔽套内部设计支撑筒以减少空腔体积，从而减少空腔中液压油充入量。支撑筒的壁厚由额定液压力通过数值模拟结果确定。

所述组件台架在台面中间开有中心孔，液压管路排油管、注油管穿过此孔而分别安装到支撑筒内壁上开设的排油口和注油口，台面上方设有用来盛放卸压后拆卸设备时残留在设备中的液压油的油槽。

所述液压系统包括排油管、注油管、液压阀块及液压泵，液压系统实现向定子屏蔽套内壁与支撑筒外壁间形成的封闭空腔充满油液和使封闭空腔内空气的排出，并实现向空腔内继续通入高压油来达到增压的目的；受控制系统控制的液压系统可以利用计算机编程来实现向空腔内部反复加载-保压-卸载的加载路径，以使屏蔽套的装配在保证其壁厚均匀的前提下达到精准无隙贴附的效果。

所述控制模块包括显示屏、控制开关、控制面板以及电缆线组成，采用电液控制相结合，通过控制面板编程，并由可编程逻辑控制器PLC的模拟量输入信号调节比例溢流阀的输入电流来控制液压泵的出口压力，进而控制液压系统动作，从而对加载压力及路径进行精确控制。

所述定子屏蔽套的尺寸范围: 高度300mm-4000mm, 内径为400mm-600mm；厚度为0.3mm-0.6mm。