[实用新型]屏蔽泵电动机转子护环结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种屏蔽泵电动机转子护环结构。

背景技术

屏蔽电动机转子与泵叶轮共用一根轴，并置于高温、高压的反应堆冷却剂中。屏蔽泵电动机转子铁心外部有一层很薄的屏蔽套将泵运送的流体隔离，以保护电机转子铁心不被流体浸蚀。屏蔽套腔与泵腔相通，承受着流体的系统压力，屏蔽套由于受到电机结构限制和电磁的影响，必需设计的很薄(通常在0.7mm左右)，因而无法承受高压的系统压力，背部需要支撑。屏蔽套在电机转子铁心段的支撑分成转子冲片和转子护环两个部分。其中冲片部分由叠压的硅钢片组成，端部用齿压板压紧固定；护环部分的支撑由高强度的合金600材质加工成的转子护环来承受。

屏蔽电动机设计时由于考虑到转子与叶轮公用一根转轴，并综合考虑转轴的刚度及导磁性能等特性，选择马氏体403不锈钢作为转轴材料。而在转子护环设计时主要考虑其保护转子铁心内部构件和支撑屏蔽套的作用，并承受电机腔内的高温高压，因此选用合金600材质。转子护环和转轴通过环向焊缝焊接在一起，将转子铁心密封成一个整体，使电机转子铁心内所有部件与电机内的一次冷却水隔离，以保证转子铁心不受侵蚀。

目前，屏蔽电机中的护环结构为类似于空心“圆饼”，通过热套和焊接与转轴配合在一起，起到保护转子铁心和支撑屏蔽套的作用。但传统的护环在与转轴环向焊接时，由于护环材质和转轴材质的不同，受温度影响时的热膨胀量也不同，造成对环向焊缝的横向剪切。受到剪应力的焊缝，其疲劳强度和使用寿命受到严重影响。本实用新型中的屏蔽泵电动机转子护环结构，有效地改善了环向焊缝处的受力情况，为屏蔽电动泵60年免维护的使用寿命提供了保证。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种屏蔽泵电动机转子护环结构，该护环结构既能保证支撑屏蔽套的强度，又能形成对转子铁心端部的密封。本实用新型的技术方案为：一种屏蔽泵电动机转子护环结构，电机转子铁心1两端套装转子护环2，转子护环2与转子铁心1为间隙配合，屏蔽套5压装在转子铁心1和转子护环2上，转子护环2与转轴3之间带有环向焊缝4，转子护环2与转轴3焊接配合处为转子护环柔性腿6。

所述的转子护环柔性腿6为：背离转子铁心方向的端面靠近转子护环2与转轴3焊接位置加工第一环形凹槽7，转子护环内径靠近环向焊缝的位置加工第二环形凹槽8。

本实用新型主要是设计并制造一种屏蔽泵电动机转子护环结构。根据屏蔽电机设计的转子铁心尺寸及其受力条件，其结构见图1所示。转子护环设计为带柔性腿型结构，并通过焊接配合在转子铁心的端部，以保持对屏蔽套的连续支撑和实现转子铁心的密封，如图3所示。

本实用新型的优点：转子护环和转子屏蔽套构成了转子装配周围的压力边界，转子护环被定义为安全相关部件。在转子护环的设计中，需要考虑设计压力、静水压工况下护环的一次应力以及因为旋转形成的对水压的反作用。特别是在转子护环柔性腿设计中，需要考虑并优化转子护环柔性腿处的一次应力和抗疲劳性。转子护环的设计中，考虑到在电机运行中，转子护环的高应力区域位于转子护环柔性腿、密封焊缝以及与转子铁心配合处较薄的位置，并权衡转子护环柔性腿处的一次应力强度和柔度。转子护环柔性腿可以看作是“特殊设计的密封焊装置”。转子护环与转子铁心密封焊时，由于转子护环与转轴的材质不同，热膨胀系数也不同，转子护环的热膨胀系数为1.6，转轴的热膨胀系数为1.1，在相同的温度影响下，转子护环与转轴的热膨胀量相差很大，这将导致在转子护环与转轴焊接处的环向焊缝承受横向的剪切力。受到剪切力的焊缝将影响其60年的使用寿命和运行中的稳定性。转子护环柔性腿的设计理念：综合考虑转子护环同时受到电机腔内一次冷却水温度影响和叶轮上方热传递的影响的情况下，环向焊缝处由于两种不同材质的膨胀量不同而产生的横向剪切力，由转子护环柔性腿的弹塑性变形来消除，以保证环向焊缝的完整性和功能性，并满足60年使用寿命的要求。通过考虑转子护环柔性腿的柔韧性和应力幅值以及疲劳使用率，最终确定转子护环柔性腿的深度和厚度，最终解决了消除环向焊缝上由于两种材料的热膨胀量不同而产生的横向剪应力的技术难题。

在转子护环结构设计中，背离转子铁心方向的端面靠近转子护环与转轴焊接位置加工第一环形凹槽，转子护环内径靠近环向焊缝的位置加工第二环形凹槽。通过在转子护环上两处环形凹槽的设计，使转子护环与转轴焊接处得以剪薄，此处定义为“转子护环柔性腿”。转子护环柔性腿结构的设计，能避免在电机运行中，由于一次冷却水温度和泵上部热传递对转轴上环向焊缝的受剪力影响，解决了屏蔽电机转轴和转子护环间环向焊缝的横向剪切的技术难题。

附图说明