科创中国
一种核主泵屏蔽电机隔热装置及其工作方法
发布时间: 2022-11-30
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利
行业领域：
电子信息技术
成果介绍
本发明公开了一种核主泵屏蔽电机隔热装置及其工作方法，包括：电机主轴、辅叶轮、定转子间隙、下导轴承、定子封头、定子封头环、电机法兰、换热器、飞轮、导叶、泵壳、螺栓。所述装置在导叶上部布置多层阶梯型空气隔热屏结构，其空气隔热腔宽度由下至上逐渐增大，空气厚度小于20mm，层间金属盖板双面镀镍；导叶上方定子封头环下部布置空气腔和隔热垫，流出下导轴承的一次冷却水经定子封头环上部与定子封头间布置的竖直开孔、内环形水槽、水平径向孔道、外环形水槽，在电机定子封头下方形成隔热水冷网络，带走导叶向上传递给电机的热量。其技术效果是：由主泵至电机依次递进隔热，降低电机冷却故障发生时其润滑水及绕组的温度超标风险。
成果亮点
电机主轴轴心孔、辅叶轮、定转子间隙、水导轴承内的L型孔道、定子封头内的直角孔道、竖直开孔、定子封头环内的内环形水槽、水平径向孔道、外环形水槽、电机法兰内部的竖直圆形孔隙、换热器共同组成了水路系统。通过网状的冷却水的对流吸热，减少导叶内部冷却剂经封头环向电机下部定子封头部分的传热量，避免对电机重要部件绕组产生影响；同时，不影响飞轮的水温，保障飞轮工作在适当的水润滑温度条件下，避免较大的摩擦损耗。
团队介绍
材料科学与化学工程学院现有教职工170人，其中新世纪百千万人才工程国家级人选1人，教育部新世纪人才1人，全国优秀教师1人，龙江学者3人，省杰青4人，省思政名师1人，省级教学师德标兵4人，黑龙江省研究生优秀导师团队2个，博士生导师25人，硕士生导师106人。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2023-11-11
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2022-12-07
袁国辉
哈尔滨工业大学
教授
综合评价
目前，为解决上述物理矛盾，保证核主泵屏蔽电机系统的长期安全可靠运行，有的将长颈颈缩件放置于飞轮与电机之间，主要起到减小振动和部分隔热作用，因为在温差的作用下，热量将经颈部然后依然向上部电机定子端腔传导，造成定子绕组散热不利；有的在飞轮下方，导叶中布置隔热空气腔，并在腔上方焊接盖板，此处空气虽然热导率较低导热效果差，但是该处热面在下冷面在上，空气腔高度没有限定，内部空气上下环流引起自然对流换热较强，并且紧邻冷却剂的导叶腔壁面温度较高与盖板间辐射热交换强烈；有的选择金属钼板作为阻热材料来减少导热量，但是金属钼板造价高昂，不适宜大规模使用。
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评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2022-12-07
袁国辉
哈尔滨工业大学
教授
综合评价
对于屏蔽电机而言，一般通过内外部冷却回路设计以降低各个部件的温度。水作为核主泵屏蔽电机的冷却介质，对电机内各部件温度场变化有很大的影响。由于核主泵冷却剂的温度相较于屏蔽电机内部的温度场来说非常高，可达到350℃。当冷却剂通过核主泵内流道时，会以导热、热对流方式将热量依次向上传递给上部屏蔽电机的下方与之相连接的部件，使屏蔽电机在热备用等状态时的绕组及其绝缘、轴承处润滑水温、转动轴、机壳等部位温度升高，严重的会造成电机绝缘超过许用温度、润滑水超过报警温度，同时，位于泵壳和定子封头间，且与转轴相连的飞轮则要求一次润滑水温度适当高些，温度过低会导致一次水的粘性较大，摩擦损耗较大。
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