一种大容量水内冷转子双相不锈钢引水管结构制造技术

本发明专利技术涉及一种大容量水内冷转子双相不锈钢引水管结构，属于双水内冷发电机和调相机转子技术领域，其包括双相不锈钢引水管、设于双相不锈钢引水管一端的转子线圈导线接头管、设于双相不锈钢引水管另一端外周的绝缘滑移层、以及设于绝缘滑移层上下两侧的上半支撑垫块和下半支撑垫块。本发明专利技术提高导线接头管和引水管连接处寿命水平，有效降低该处疲劳断裂的风险，提升水内冷转子运行可靠性。提升水内冷转子运行可靠性。提升水内冷转子运行可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种大容量水内冷转子双相不锈钢引水管结构


[0001]本专利技术属于双水内冷发电机和调相机转子
，尤其是涉及一种大容量水内冷转子双相不锈钢引水管结构，可用于水内冷转子。

技术介绍

[0002]双水内冷发电机和调相机的转子线圈用水作为冷却介质，相比于用空气、氢气冷却的转子，具有转子线圈温升低、温度分布均匀、绕组温升损耗小和绝缘寿命长等优点。
[0003]引水管为水内冷转子特有的关键零部件，其一端连接绝缘引水管、一端与转子线圈端部的导线接头管焊接，主要作用为连通线圈与水箱中的水。引水管结构受力情况复杂，在不同工况下，主要受到以下三种载荷：自身和管内水的旋转离心力；护环和端部线圈在离心力作用下的径向变形；转子线圈发热后轴向膨胀产生的轴向位移载荷。常规引水管结构中，引水管采用普通321不锈钢(06Cr18Ni11Ti)材料，同时，由于转子端部线圈底部空间狭小，引水管焊接后弯形空间受限，在上述载荷的作用下应力较大。
[0004]随着我国大电机装备制造实力的提高，以及用户对更大容量双水内冷发电机和调相机的需求，目前双水内冷机组容量已达700MW。相比于小容量机组，大容量水内冷转子引水管离心半径增加、转子线圈长度增长，运行时受到的离心力、径向变形和轴向位移均相应增加，转子线圈导线接头管与引水管连接处受到更大的载荷，进一步提高连接处寿命、降低连接处应力，可更好的适应大容量水内冷转子的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：提供一种双相不锈钢引水管结构，用以提高转子线圈导线接头管与引水管连接处疲劳寿命，提高水内冷转子的运行可靠性。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案提供了一种大容量水内冷转子双相不锈钢引水管结构，包括双相不锈钢引水管、设于所述双相不锈钢引水管一端的所述转子线圈导线接头管、设于所述双相不锈钢引水管另一端外周的绝缘滑移层、以及设于所述绝缘滑移层上下两侧的上半支撑垫块和下半支撑垫块。
[0007]优选的，所述双相不锈钢引水管与转子线圈导线接头管焊接。
[0008]优选的，所述双相不锈钢引水管与所述转子线圈导线接头管之间采用银基钎料BAg45CuZn的火焰钎焊焊接工艺。
[0009]优选的，所述双相不锈钢引水管采用022Cr22Ni5Mo3N材料。
[0010]优选的，所述绝缘滑移层绕包在所述双相不锈钢引水管端部外侧。
[0011]优选的，所述上半支撑垫块和所述下半支撑垫块均开有用于支撑所述双相不锈钢引水管和所述绝缘滑移层的凹槽。
[0012]优选的，所述上半支撑垫块上平面平直，下平面开有半圆形凹槽；所述下半支撑垫块下平面平直，上平面开有半圆形凹槽；所述上半支撑垫块和所述下半支撑垫块的半圆形凹槽与设有所述绝缘滑移层后的所述双相不锈钢引水管形成凹凸配合。
[0013]优选的，所述双相不锈钢引水管沿径向向转子引水管槽槽内伸入，并通过大圆角弯形后平直伸出转轴端面。
[0014]优选的，所述上半支撑垫块和所述下半支撑垫块均嵌在转子引水槽。
[0015]综上所述，本专利技术包括以下有益技术效果：
[0016]本专利技术将引水管创新地使用双相不锈钢材料，增强引水管与转子线圈导线接头管连接处机械性能的同时，在转子引水管槽内实现引水管的有效固定和支撑。
[0017]本专利技术通过使用双相不锈钢材料的引水管，提高了导线接头管和引水管连接处寿命水平，有效降低该处疲劳断裂的风险，提升水内冷转子运行可靠性。
[0018]本专利技术通过采用双相不锈钢材料实现引水管机械性能的提高，通过焊接试验确保双相不锈钢结构的工艺可行性。通过有限元计算和疲劳寿命试验，验证双相不锈钢引水管结构可有效提高连接处疲劳寿命，最终确保水路在转子线圈导线接头管至引水管的连接无渗漏，确保水内冷转子运行可靠。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的大容量水内冷转子双相不锈钢引水管的结构示意图；
[0020]图2为图1中沿A向的结构示意图；
[0021]图3为图1中沿B
‑
B的剖视图；
[0022]图4为本专利技术的大容量水内冷转子双相不锈钢引水管的装配示意图；
[0023]图5为钎焊过程示意图；
[0024]图6为铜和不锈钢钎焊接头组织形貌图；
[0025]图7为考虑了材料非线性的现有技术引水管的等效应力云图(额定工况)；
[0026]图8为考虑了材料非线性的本专利技术的等效应力云图(额定工况)；
[0027]图9为本专利技术中引水管疲劳试验采用的位移加载波形图；
[0028]图10为专利技术中引水管的疲劳数据记录表；
[0029]图11为本专利技术中实际轴向位移
‑
寿命曲线图。
[0030]附图标记：1、转子线圈导线接头管；2、双相不锈钢引水管；3、上半支撑垫块；4、下半支撑垫块；5、绝缘滑移层；6、转子引水槽。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，结合附图1至附图4对本专利技术作进一步详细说明。
[0032]本专利技术实施例公开一种大容量水内冷转子双相不锈钢引水管结构，本专利技术由转子线圈导线接头管1、双相不锈钢引水管2、上半支撑垫块3、下半支撑垫块4、以及绝缘滑移层5组成。
[0033]双相不锈钢引水管2沿径向向转子引水管槽槽内伸入，并通过大圆角弯形后平直伸出转轴端面。双相不锈钢引水管2一端与转子线圈导线接头管1焊接，双相不锈钢引水管2另一端外侧绕包绝缘滑移层5后，通过上半支撑垫块3和下半支撑垫块4固定、支撑，并一同嵌在转子引水槽6内。
[0034]上半支撑垫块3上平面平直、下平面开有半圆形凹槽，下半支撑垫块4下平面平直、
上平面开有半圆形凹槽，上半支撑垫块3和下半支撑垫块4的半圆形凹槽与绕包绝缘滑移层5后的双相不锈钢引水管2外圆形成凹凸配合，在槽内固定并支撑双相不锈钢引水管2。
[0035]双相不锈钢引水管2采用2205双相不锈钢(022Cr22Ni5Mo3N)材料，双相不锈钢材料是铁素体与奥氏体各占约50％，一般较少相的含量也需达到30％的不锈钢。与常规奥氏体不锈钢相比，耐腐蚀能力高且强度有明显提高。
[0036]通过对双相不锈钢材料进行疲劳参数测定的试验，明确2205双相不锈钢的屈服强度是321不锈钢的近3倍，采用双相不锈钢材料可直接提高引水管的材料性能，提高连接处的强度，详情可参照表1和表2：
[0037]表1 321不锈钢和2205双相不锈钢拉伸性能对比
[0038][0039][0040]表2 321不锈钢和2205双相不锈钢低周疲劳性能参数对比
[0041][0042]同时，通过对双相不锈钢引水管2和转子线圈导线接头管1之间的焊接进行工艺验证试验，试验证明采用银基钎料BAg45CuZn的火焰钎焊焊接工艺可行、焊缝质量稳定，可确保焊接处的可靠连接。
[0043]参见图5和图6，将321不锈钢换成2205双相不锈钢(022Cr22N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大容量水内冷转子双相不锈钢引水管结构，其特征在于：包括双相不锈钢引水管(2)、设于所述双相不锈钢引水管(2)一端的所述转子线圈导线接头管(1)、设于所述双相不锈钢引水管(2)另一端外周的绝缘滑移层(5)、以及设于所述绝缘滑移层(5)上下两侧的上半支撑垫块(3)和下半支撑垫块(4)。2.根据权利要求1所述的一种大容量水内冷转子双相不锈钢引水管结构，其特征在于：所述双相不锈钢引水管(2)与转子线圈导线接头管(1)焊接。3.根据权利要求2所述的一种大容量水内冷转子双相不锈钢引水管结构，其特征在于：所述双相不锈钢引水管(2)与所述转子线圈导线接头管(1)之间采用银基钎料BAg45CuZn的火焰钎焊焊接工艺。4.根据权利要求1所述的一种大容量水内冷转子双相不锈钢引水管结构，其特征在于：所述双相不锈钢引水管(2)采用022Cr22Ni5Mo3N材料。5.根据权利要求1所述的一种大容量水内冷转子双相不锈钢引水管结构，其特征在于：所述绝缘滑移层(5)绕包在所述双相不...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国喜，罗翔，张燕，杨昔科，叶煜，邹翔，
申请(专利权)人：上海电气电站设备有限公司，
类型：发明
国别省市：